柴达木盆地一里坪石膏^(230)Th定年及成盐期与第四纪冰期和构造运动的关系

本文采用多接收电感耦合等离子体质谱法(MC-ICP-MS),对柴达木盆地一里坪15YZK01钻孔中前336.2 m含石盐地层中的7个石膏样品进行230Th定年。依据年代-深度公式,获得S1-S4盐层的成盐年代分别为733.8~716.0 ka、581.9~573.8 ka、181.6~179.3 ka和158.0~154.2 ka;含芒硝粉砂地层的年代为171.6 ka。结合前人对一里坪表面盐壳的14C测年数据,证实一里坪表面盐层S5开始形成于末次冰期。15YZK01钻孔记录的成盐期与青藏高原第四纪冰期及构造运动存在一定的对应关系:石盐层S1对应于"昆黄运动"之后的望昆冰期,以及深海氧同位素第18阶段(MIS18);S2对应于大间冰期,但是该年代比较接近望昆冰期;S3和S4石盐层及含芒硝粉砂层对应于共和运动和倒数第二次冰期MIS6;S5石盐层开始形成的时代对应于末次冰期MIS2。同时,通过对柴达木盆地多个钻孔含盐地层的测年数据进行总结,证实中更新世以来青藏高原冰川活动与柴达木盆地盐类沉积存在着一定的对应关系。柴达木盆地西北部的成盐盆地中通常发于有倒数第二次冰期和末次冰期的石盐层;而盆地东南部的察尔汗盐湖区仅发现有末次冰期以来的石盐层。柴达木盆地成盐期受到青藏高原第四纪冰期和构造运动的影响,第四纪冰期中盐湖水源补给量的减少,是导致柴达木盆地成盐的重要驱动因素。

基于古地磁与^(230)Th定年的西沙西科1井乐东组生物礁沉积年代的初步研究

生物礁是重要的自然资源,在全球气候变化与碳循环中扮演了重要角色.磁性地层学是建立年代框架的有效手段,但是,由于生物礁沉积物中天然剩磁强度弱,南海地区生物礁的磁性地层学研究尚未很好展开.为此,本文利用西沙群岛西科1井乐东组生物礁沉积样品进行了详细的岩石磁学和磁性地层学研究.结果显示,西沙群岛乐东组记录了布容正极性时、奥杜维尔正极性时和松山负极性时.通过对比已有的钻孔资料,本文认为应基于岩石地层特征这一标准将西沙地区的乐东组埋深予以统一.在此基础上,综合磁性地层与^(230)Th定年结果,本文将乐东组的底界限定在~2.0 Ma.

锆石SIMS原位微区U-Th不平衡定年:以云南腾冲火山岩为例

报道了利用中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室的CAMECA IMS1280-HR型二次离子质谱仪(SIMS)建立的锆石原位微区U-Th不平衡定年方法。一次离子为^(16)O~–,束斑大小约25μm,质量分辨率设定为约6000,使用单接收系统EM跳峰方式接收各相关质量峰。每个点经35次循环测量,共耗时约27 min。使用Plesovice为外标,对处于久期平衡状态的U-Pb定年标准锆石91500和Qinghu进行(^(230)Th)/(^(238)U)分析测试,得到两个标准锆石(^(230)Th)/(^(238)U)重现性分别为2.3%和1.3%,准确度分别为98.1%和98.6%,测试精密度和准确度都达到了国际上其他实验室的水平。对云南腾冲地区已知U-Th年龄的打鹰山、马鞍山第四纪火山岩的年轻锆石进行了U-Th定年,得到马鞍山锆石样品U-Th等时线年龄为(84.1±9.2)ka(2σ,MSWD=2.9);打鹰山锆石样品U-Th等时线年龄为(85.6±7.6)ka(2σ,MSWD=2.1),在误差范围内与前人报道一致,表明我们建立的SIMS原位微区U-Th定年方法准确可靠。

湘中龙山大型金锑矿床成矿时代研究--黄铁矿Re-Os和锆石U-Th／He定年

龙山金锑矿床是湘中锑-金矿集区最重要的矿床之一，因缺少适合传统放射性同位素定年的矿物，其成矿时代以往未得到很好的限定，制约了对矿床成因的认识。由于分析测试技术的进步，Re-Os同位素定年技术得到了发展，可对热液矿床中形成的低Re、Os含量的硫化物进行较准确可靠的年龄测定，从而可为低温热液矿床的形成时代提供有效制约。锆石u．Th／He同位素定年，也是近年发展和成熟起来的定年技术，对低温热事件极其敏感，同样是约束低温成矿年龄的重要手段之一。本文采用矿床中黄铁矿Re-Os同位素和蚀变围岩中受成矿热事件影响的锆石U—Th／He同位素定年技术，对龙山金锑矿床的成矿时代进行了研究。定年结果显示：热液成因黄铁矿的Re-Os等时线年龄为195±36Ma，对应于印支晚期；锆石U-Th／He年龄为51．2～133．3Ma，经Ft校正后，U—Th／He年龄分布于93．78—258．29Ma之间，平均值为160．7±7．3Ma，对应于燕山早期。该矿床可能发生了200Ma和160Ma的两次成矿作用；或者矿床形成于200Ma左右，但是受到了160Ma左右岩浆热事件的改造，黄铁矿Re-Os年龄代表成矿年龄，而锆石U—Th／He年龄则代表第二期热事件发生的时间。无论是200Ma左右一次成矿，还是另有160Ma左右的成矿作用叠加，这两个年龄分别与区内两期岩浆活动的时间相当，这表明岩浆事件对驱动矿床的形成发挥了重要的作用。

MC-ICP-MS标样-样品交叉测试法测定石笋样品的^(230)Th/U年龄

借鉴国际上已经建立的方法,本研究设计了一套便捷的UTEVA树脂分离纯化U与Th的化学流程,以及多接收电感耦合等离子体质谱测量U/Th同位素的方法,用于精确测定石笋样品的230 Th/U年代。U/Th同位素的测量采用标样-样品交叉测试法(standard-sample bracketing),即在测量未知样品之前和之后分别测量标准样品的同位素,通过外部归一化和线性内插法估算测量未知样品时仪器的校正因子,如质量歧视和二次电子倍增器相对于法拉第杯的增益。为检验该方法的可靠性,本研究分析了国际U标准样品Harwell uraninite-1(HU-1)、U/Th内用标准样品MFT和已知年代石笋样品的U/Th同位素。结果显示:HU-1的δ234 U=(-1.27±2.14)‰(±2σ,n=29),该结果与国际上不同实验室的测量值在误差范围内一致。U/Th内用标准样品MFT(±2σ,n=22)的δ234 U、230 Th/238 U放射性活度比和年代平均值分别为(408.2±3.2)‰、1.002±0.003和(124.3±0.5)ka,具有较好的重现性。47个石笋样品的234 U/238 U、230 Th/238 U放射性活度比和230 Th/U校正年代的相对误差(±2σ)分别约为0.6‰、2.4‰和0.5%,与已发表数据在误差范围内吻合。

年轻石笋平均沉积速率的确定——多方法探讨

石笋凭借其准确的年代学和对洞穴外界环境的敏感响应,已经成为第四纪研究的重要力量。亚洲季风区轨道-千年尺度石笋δ18O指示亚洲季风强弱的变化,但是在更短的时间尺度上,石笋δ18O则可能受到其他因素的影响,因此近现代、能与器测记录进行对比的石笋记录研究是衔接现代气候与古气候的关键环节。而这关键环节中的关键问题就是确定石笋的沉积年代。寻找一种适合于无生长纹层、低U含量石笋样品的年代方法对于解决石笋沉积年代有着重要的推动作用。本研究选择广西桂林茅茅头大岩一正在生长的年轻石笋。由于低U含量、高232 Th含量,U系-230 Th定年不成功。利用210Pb定年计算出平均沉积速率为1.96±0.23mm/a,但由于多层晶间孔隙的存在,计算结果偏小。由于石笋中14 C基本为核爆产生,AMS 14 C测试结果计算石笋平均沉积速率为2.10mm/a,但由于未测量到核爆前14 C数据,其值可能仍偏小。由于前人研究指出桂林地区石笋记录能记录夏季风降水,结合桂林多年降水数据,综合计算出该石笋平均沉积速率为2.44mm/a,生长时限为2009—1968年。平均沉积速率和沉积时代的确定,为后续的石笋现代气候研究,进而与古气候衔接提供了重要的研究基础。

末次冰消期以来气候期划分的准确定位与定年

对贵州荔波董歌洞D4石笋的再次高密度^230Th测年及碳、氧同位素分析，在16ka以来的部分，平均分辨率达18a。研究表明，氧同位素记录除反映季风的强弱变化外，能更好地揭示H1，BA，YD以及全新世中9．1ka，8．2ka、4．6ka气候突变事件。碳同位素记录和沉积速率则能更好地反映气候干湿的变化。石笋记录对气候期的正确划分及突变事件的准确定位及定年，可为全球变化其他记录的研究提供一个可靠时间系列的基准标尺。

西藏扎布耶湖晚更新世沉积物^(230)Th/^(238)U年代学研究

本文应用全溶样品的等时线模式,较成功地测定了藏北高原西南部扎布耶盐湖SZK01孔岩芯中含不等量碳酸盐粘土的230Th/238U年龄,建立了青藏高原腹地海拔4000m以上湖泊120ka以来连续的同位素年龄标尺,从而为扎布耶盐湖及其周缘地区古环境古气候演化研究奠定了时间坐标。根据230Th/238U年龄数据,SZK01孔的平均沉积速率约为68cm/ka。然而不同层段的沉积速率差异较大,变化在20.8～128.8cm/ka,其快慢变化反映了该湖从短命深湖、动荡浅湖、滨湖到盐湖的环境变化,与高分辨率SZK02孔的研究结果相一致。讨论了测年模式的适应性、样品的U封闭性和应用的优越性,提出开展湖区及周边各类型水体的U、Th同位素化学行为研究和检验沉积物中多源Th对定年的影响将是今后年代学研究的重要内容。

柴达木盆地北缘都兰地区旺尕秀辉长杂岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

详细的地球化学研究表明,柴北缘旺尕秀辉长杂岩(包括辉长岩、辉绿岩和斜长岩)具有岛弧火山岩的特征,形成于岛弧环境。对辉长岩中锆石的阴极发光图像和微量元素的研究显示,所有的锆石均具有相对宽缓的振荡环带结构和轻稀土元素亏损、重稀土元素明显富集的典型基性岩浆锆石的特征。通过锆石LA-ICP-MSU-Th-Pb同位素分析,得到206Pb/238U加权平均年龄468Ma±2Ma,同时得到一个最大的谐和年龄522Ma±9Ma,表明旺尕秀辉长杂岩的形成时代应介于468～522Ma之间。岛弧型旺尕秀辉长杂岩时代的确定,结合本区已有的研究成果,表明柴北缘确实存在古生代洋盆事件,至少从中奥陶世开始发生板块的俯冲消减作用,从侧面说明柴北缘陆壳深俯冲的时代不应早于460Ma。

公元8世纪以来贵州荔波石笋高分辨率的气候变化记录

通过中国贵州荔波龙泉洞L 1及L 2两根石笋19件ICPM S230T h测年和459件氧稳定同位素分析,L 1时限范围为918-1910aA.D.,L 2为724-1888aA.D.;稳定同位素样品的平均分辨率分别为6.6a和3.6a。两根石笋1δ8O记录取得了平行一致的结果,石笋记录可分为3个气候期,即:中世纪冷期(公元8世纪-995aA.D.),石笋1δ8O总的偏重,变化幅度较小,最轻为-8.84‰,最重为-6.72‰,平均值为-7.76‰;中世纪暖期(995-1340aA.D.),石笋记录为两峰夹一谷,200年级的一个半旋回,δ18O最轻为-9.47‰,最重为-6.58‰,平均值为-7.94‰;小冰期(1340-1880aA.D.),石笋记录为四谷三峰相间交替,即季风表现出由弱到强的200年级3个半旋回,1δ8O最轻为-9.50‰,最重为-6.07‰,平均值与中世纪暖期基本一致,为-7.92‰,但变化幅度要大一些,特别是弱季风期要偏重一些。L 1及L 2两石笋δ18O记录可以很好地和中国中东部物候记录对比。在总体变化格局上也可以和格陵兰冰芯记录进行对比。石笋记录也可以与宇宙核素产率及太阳耀斑记录进行对比,小冰期中石笋δ18O记录的4个低谷期(弱季风期),正好与宇宙核素产率及太阳耀斑曲线的低谷区相对应,并分别可以和太阳黑子1810年达尔顿极小值、1645-1715年蒙德极小值、1420-1530年的斯波瑞尔极小值、1280-1440年的沃尔夫极小值一一对应。太阳黑子的变化,直接改变地球接受太阳辐射能量的变化,说明低纬度地区短尺度季风气候直接响应于太阳辐射能量的变化。

西沙西科1井三亚组生物礁沉积的磁性地层及其环境意义

生物礁沉积是南海乃至西北太平洋重要的沉积类型之一。本文利用新近钻进取芯的南海西沙西科1井生物礁沉积,开展了详细的磁性地层学研究。结果显示,早中新世三亚组记录了跨度为C5Dn^C6An正极性时的生物礁沉积。在综合全孔年代学结果的基础上,划分出新近纪西沙地区生物礁生长、发育的3个阶段:>约16.5 Ma和<约13.5 Ma两个稳定堆积时期,以及16.5~13.5 Ma快速堆积的"中中新世跃迁事件"。此外,本文推测西沙地区生物礁初始发育的时间显著早于过去认为的约20 Ma,同时三阶段的演化模式可能与南海扩张-结束的构造环境密切关联。

~4He同位素含量测试技术研究

4He同位素含量的准确测定是(U—Th)/He同位素定年方法的关键,因为4He同位素是气体,所以其含量测定难度是比较大的,国内其他实验室还没有建立4He同位素含量的测定方法。本文详细介绍了国外(U—Th)/He同位素定年实验室4He同位素含量的测试技术和本实验室基于现有仪器条件建立的4He同位素含量的测试方法。笔者等利用了仪器原来配置的体积为0.1mL的校准小管中的空气,实现了对样品中4He同位素含量的准确校准。为了验证方法的准确性,笔者等用国外Durango磷灰石标样对测试方法进行了验证,得到3份Durango磷灰石标样的4He同位素含量的平均值是1.2472×10-8mol/g,与Sole(2005)得到的该磷灰石的4He同位素含量一致,为了更进一步验证方法的准确性,笔者等还对该磷灰石中的238U、232Th和147Sm也进行了测定,得到该磷灰石标样的(U—Th—Sm)/He同位素年龄为30.1Ma,与McDowell(2005)获得的该磷灰石的(U—Th—Sm)/He年龄31.02±1.01Ma(1σ)在误差范围内一致,说明本项研究采用的4He同位素含量的测试方法是可行的。

本溪水洞石笋微层年代学初步研究

对本溪水洞全新世石笋ＴＷ９８０１不同级次微层分别计数，结合该石笋的ＴＩＭＳ－２３０Ｔｈ年龄，指出石笋 ＴＷ９８０１某一级次的微层是年层。结合其他全新世北方型石 笋微层研究结果，总结出中国北方型石笋年层的镜下影像特征，并由此提出石笋微层 计数年代学的研究思路。