青藏高原北部风火山花岗斑岩锆石U-Pb同位素测年及其地质意义

青藏高原北部风火山花岗斑岩与逆冲推覆构造存在密切关系,岩浆侵位发生在区域地质构造演化的重要历史时期。对风火山北麓花岗斑岩及暗色包体,在显微观测和矿物鉴定的基础上,通过单颗粒锆石离子探针U-Pb同位素测年,获得高精度的测年资料。测得早期岩浆锆石结晶平均年龄为(34.5±1.4)Ma,对应于岩浆源区地壳局部熔融时代;晚期岩浆锆石结晶平均年龄为(27.6±0.5)M a,对应于岩浆向上侵入雅西错群的岩浆侵位时代。风火山北麓花岗斑岩属青藏高原北部出露的最年轻花岗岩,岩体内部不同类型锆石的U-Pb同位素测年为区域地层、区域构造和高原隆升的研究提供了重要的年代学约束。

地学科技期刊中锆石U-Pb同位素测年误差的表示方法

近10多年来,随着基础地质研究的深入,取得的成果逐渐从定性走向定量,致使地学期刊中有关测年的论文越来越多,尤以采用锆石U-Pb同位素测年为主。目前,国内常用锆石U-Pb同位素测年单位、测年方法及期刊中误差描述如下表所示。还有的论文文中描述同位素比值及年龄的误差为1,而在表中同位素比值给出相对误差（±σ）,或年龄没有误差的现象[7]。

LA-MC-ICP-MS独居石微区原位U-Pb同位素年龄测定

独居石富含U、Th,同时具有较低的初始普通Pb含量,是U-Pb和Th-Pb同位素定年的理想对象。由于普遍存在于多种岩石中,独居石的U-Th-Pb定年具有广阔的应用前景。本文报道利用193nmArF准分子激光剥蚀系统和NEPUNE多接收器电感耦合等离子体质谱仪,对独居石进行微区原位U-Pb同位素年龄测定的新方法。运用这一新方法对独居石样品AL01、BL02和CL03进行微区原位U-Pb同位素年龄测定,获得AL01和BL02号样品的206Pb/238U年龄加权平均值分别为(288.3±1.1)Ma(n=19)和(446.8±2.3)Ma(n=41);CL03号样品的U-Pb等时线年龄为(396.8±8.8)Ma(n=55),取得了令人满意的结果。

中-新元古界标准剖面蓟县系首获高精度年龄制约——蓟县剖面雾迷山组和铁岭组斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb同位素定年研究

近期在蓟县中-新元古界标准剖面铁岭组和雾迷山组首次发现斑脱岩、并测得其锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄为～1440Ma（1439±14Ma）和～1485Ma（1483±13Ma和1487±16Ma）,这标志着这条传统的标准剖面上以碳酸盐岩为主体的蓟县系上部的两个重要组,从此也获得了直接的、高精度的锆石U-Pb同位素年龄约束。这是华北中-新元古界标准剖面蓟县系相关地层单位首次获得直接而精确的锆石U-Pb同位素年龄约束,也是在整个华北北缘燕山地区雾迷山组内部首次获得精确的直接定年。这一进展为闻名中外的天津蓟县剖面中-新元古界年代地层格架的正确厘定、以及今后继续作为华北该阶段的标准剖面,并与国内外其他地区相关地层的正确对比等,提供了新的、精确的年代学＂锚点＂,因而具有重要的科学和实际意义。

基于U-Pb同位素年龄和团簇同位素(Δ_(47))温度约束的四川盆地震旦系灯影组构造-埋藏史重建

目的层系构造—埋藏史曲线对成烃、成储和成藏史的研究有着非常重要的作用。前人基于区域地质背景、地层剥蚀厚度、构造运动幕次等地质认识恢复的构造—埋藏史,因构造运动幕次认识的不同,地层剥蚀厚度难以恢复,存在不确定性,尤其是经历多旋回构造运动改造的中国海相碳酸盐岩构造—埋藏史的重建。通过四川盆地震旦系灯影组镜下多期次碳酸盐胶结物的识别和成岩序列的建立、碳酸盐矿物U-Pb同位素测年和团簇同位素(Δ_(47))测温两项技术的应用,取得两项成果认识:(1)建立了四川盆地震旦系灯影组基于同位素年龄和Δ_(47)温度约束的构造—埋藏史曲线,解决了前人基于区域地质背景、地层剥蚀厚度和构造运动幕次等地质认识约束的构造—埋藏史曲线不确定性的问题;(2)基于同位素年龄和Δ_(47)温度约束的构造—埋藏史曲线,重新认识了灯影组气藏的成烃、成储和成藏史,指出该气藏经历了志留纪石油聚集、二叠纪石油聚集、燕山—喜马拉雅期天然气持续聚集和调整3个阶段。该案例揭示基于同位素年龄和Δ_(47)温度约束的构造—埋藏史恢复方法不但适用于经历多旋回构造改造的深层碳酸盐岩构造—埋藏史重建,而且在成烃、成储和成藏研究中具重要的应用价值。

基于U-Pb同位素年龄和团簇同位素(Δ_(47))温度约束的构造-埋藏史重建——以塔里木盆地阿克苏地区震旦系奇格布拉克组为例

构造-埋藏史恢复是成烃、成储和成藏史研究的重要内容。通过塔里木盆地震旦系奇格布拉克组露头和镜下多期次碳酸盐胶结物的识别和成岩序列的建立,碳酸盐矿物U-Pb同位素测年和团簇同位素(Δ47)测温2项技术的应用,取得2项成果认识:(1)建立了塔里木盆地奇格布拉克组基于同位素年龄和Δ47温度约束的构造-埋藏史曲线,解决了前人基于地质认识的构造-埋藏史曲线不确定性的问题;(2)基于同位素年龄和Δ47温度约束的构造-埋藏史曲线,建立了储层成岩作用-成岩环境-地球化学特征和演化图谱及定时定量的成岩-孔隙演化史曲线,为理解区域构造地质背景控制下孔隙改造事件、成孔效应提供了基础,并指出储集空间主要形成于沉积和早表生环境,埋藏环境通过胶结作用逐渐减孔。

柴达木北缘大通沟南山岩体锆石U-Pb同位素年代学及其地质意义

大通沟南山岩体出露于柴达木北缘与阿尔金构造带结合部位,侵入于新元古界青白口系索尔库里群之中。岩石化学特征表明,大通沟南山岩体中的二长花岗岩属高钾钙碱性过铝质花岗岩类,稀土表现出较强分异的元素配分模式,具有弱–中等的Eu负异常,反映可能存在弱的斜长石分离结晶作用或部分熔融过程中有斜长石的残留;微量元素结果显示其富集大离子亲石元素Rb、Th、K等和LREE,相对亏损高场强元素Nb、P、Ti、Y、Yb。石英闪长岩属钙碱性准铝质花岗岩类,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线显示明显的右倾型,表现出较强分异的元素配分模式;富集大离子亲石元素Rb、Th、K等和LREE,相对亏损高场强元素Nb、P、Ti、Y、Yb,具有明显的Sr、P和Ti负异常。岩体中二长花岗岩的锆石U-Pb同位素年龄为412.4±3.3 Ma,时代属晚志留世;石英闪长岩的锆石U-Pb同位素年龄为272±3.2 Ma,时代属晚二叠世。两岩体可能形成于大洋闭合–陆陆碰撞和碰撞造山晚期到造山后的伸展环境。这一新的成果资料对研究柴北缘与阿尔金结合部位古生代构造演化、造山过程具有重要意义。

大兴安岭中北段原岩锆石U-Pb测年及其与区域构造演化关系

作者认为单个锆石的同位素年龄记录了所在区域单次构造、岩浆或变质事件活动的时间,不同来源的大量原岩单颗粒锆石的测年数据则可以反映研究区总体构造演化历史。本文对近年来在大兴安岭中北段自测和收集的123件原岩样品的2636个锆石U-Pb测年点的同位素年龄进行统计,结果显示研究区的锆石年龄数据总体上出现840～780Ma,530～440Ma,330～280Ma,240～190Ma,180～160Ma和150～120Ma等多个明显高峰值区间和>840Ma,770～540Ma和440～400Ma三个相对数据较少的空白地段,且岩浆结晶锆石、变质锆石、继承性锆石等不同成因类型的锆石的年龄统计分布有良好的对应性。年龄数据的高峰值区间与该地区基底形成、陆壳生长、主要板块或微板块俯冲、碰撞、拼贴等主要构造事件时间吻合;而年龄空白区间则与主要的洋底扩张、被动陆缘时代相吻合。研究说明大量原岩锆石的测年数据与河流碎屑锆石同位素年代学一样,可以用于研究物源区的地壳生长和构造演化历史。综合大兴安岭中北段大量单颗粒锆石的同位素年代学、岩石组合和构造特征研究,说明该地区经历了古元古代基底形成、新元古代陆壳生长、新元古代末期板块裂解,古生代期间古陆块间的俯冲、拉张、拼贴碰撞,早中生代碰撞造山、晚中生代造山后伸展垮塌、大陆边缘弧后伸展等复杂的构造演化历史;同时表明蒙古-鄂霍茨克洋在早中生代时期(晚三叠世)即已碰撞造山,大兴安岭中北段及额尔古纳地区发育大量与碰撞有关的花岗岩、混合岩及碰撞后伸展跨塌有关的构造和岩石产物(盆岭构造、滑脱构造、变质核杂岩、陆相双峰式火山岩和多金属成矿等),这对于重新认识研究区中生代多金属成矿的地球动力学背景提供了新的依据。

独居石矿物学特征及其在Th-U-Pb同位素定年的应用

独居石是U-Pb和Th-Pb同位素测年的理想选择,因为它们在富含Th-U的同时一般Pb含量较低。本文比较和分析了火成岩、热液岩和沉积岩独居石中稀土和微量元素的内部结构、矿物成分和地球化学性质,以确定区别不同类型独居石的标志。岩浆型独居石具有宽而直的岩浆环,通常与磷质方解石同时存在,重稀土含量相对丰富;而热液型独居石可能具有与流体冲击有关的扇形环,通常与斜长石同时存在。沉积型独居石通常在形态上不规则,并与自生矿物有关。它们具有典型的四分组稀土分布模式,稀土总量较高,相对富集轻稀土(如La、Ce),贫Y、Sc、Th、U、Sm、Gd等,Th/U比值较低。运用LA-MC-ICP-MS技术,可以得到较好的年龄数据。

氧化物型含铀矿物LA-ICP-MSU-Pb年龄测定中的基体效应及其校正方法

基体效应是矿物微区原位LA-ICP-MS U-Pb测年中备受关注的问题,因为其对测年结果准确性的影响不容忽视。通过介绍斜锆石、金红石、锡石、铌铁矿、晶质铀矿、沥青铀矿等氧化物型含铀矿物微区原位LA-ICP-MS U-Pb同位素测年过程中基体效应的影响和校正方法,简要评述其校正方法的优点、局限性,探索规律和相似性,解决寻找和研制稀有矿物标样的难题。对含铀矿物进行准确的微区原位LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄测定,对于全面认识众多地质事件和矿床的生成演化历史,进而更准确地构建其年代构造格架、建立更合理的成岩成矿模式具有重要的科学意义。

福建浦城仙阳晚奥陶世花岗岩同位素测年及地球化学特征

通过1∶5万仙阳、浦城县幅区域地质调查,在仙阳至外洋西侧及浦城黄墩一带中三叠世花岗岩岩体中解体出仙阳、黄墩晚奥陶世二长花岗岩岩体。根据LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果,分别为(453.3±3.8) Ma、(455.0±2.9) Ma和(445.4±2.9) Ma。岩浆物质主要来源于壳源物质,是典型的地壳增厚的岩浆岩产物,这种增厚与碰撞有关。

赞比亚东北部卡布韦卢马组碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素特征

卡布韦卢马组广泛出露于赞比亚东北部姆波罗科索盆地中心部位,作为覆盖在变质基底之上的稳定盖层姆波罗科索群的一部分,其沉积环境、沉积时代和蚀源区的研究对了解班韦乌卢地块的演化具有重要意义。本文在详细的野外调查基础上,通过对卡布韦卢马组的实测地质剖面、LA-(MC)ICP-MS碎屑锆石微区U-Pb定年和Hf同位素分析,笔者认为卡布韦卢马组主体岩性为一套在稳定的水动力条件下缓慢沉降的远滨沉积序列,其下部主要表现为辫状河、曲流河或湖口三角洲相沉积特征,中上部则逐渐过渡为远滨深水湖相沉积;本次得到的碎屑锆石谐和年龄范围2228±20~1712±22Ma,最年轻的碎屑锆石和已经公开报道的卡萨马群碎屑锆石年龄共同限定了卡布韦卢马组沉积时限可能介于1712±22Ma~1434±14Ma,属于中-古元古代;卡布韦卢马组的碎屑锆石表现出明显的近源特征且大部分为岩浆成因,表明其蚀源区为近端的岩浆岩;卡布韦卢马组及整个沉积盖层的碎屑锆石普遍存在两个年龄峰值区:2100~1960Ma、1900~1740Ma,分别和区域上乌本迪构造带乌萨加兰期和乌本迪期构造热事件相吻合,其主要物源区可能为班韦乌卢地块及其周边的古元古代岩浆岩、花岗质片麻岩和火山岩;获得的碎屑锆石Hf同位素εHf(t)为-8.9~+5.1,二阶段年龄集中在2.3~3.0Ga,揭示了班韦乌卢地块基底杂岩大部分来源于古老陆壳(~2.7Ga)的重熔和再循环,同时也存在2.4Ga的新地壳生长事件,并且其地壳生长时间晚于附近的坦桑尼亚克拉通。

羌塘地块南部晚白垩世火山岩离子探针测年及其对红层时代的约束

羌塘地块南部广泛出露陆相红层,1:25万区域地质调查将大部分红层划归为中新统康托组,但缺乏可靠的年代学依据。野外观测发现火山岩与红层之间存在喷发不整合接触关系,室内从火山岩选出很多岩浆锆石;应用离子探针U-Pb同位素测年方法精确测定岩浆锆石年龄,能够为研究火山喷发期次和红层形成时代提供重要依据。对羌塘地块南部红层内部粗面安山岩夹层—比洛错火山岩和扎加藏布北侧红层上覆安山岩,挑选岩浆锆石进行高精度的离子探针U-Pb同位素测年,发现比洛错粗面安山岩锆石206Pb/238U同位素年龄为(83.3±1.3)Ma,扎加藏布北侧安山岩锆石206Pb/238U同位素年龄为(75.65±0.82)Ma。这些年龄良好地揭示了晚白垩世不同期次的火山喷发时代,同时为红层形成时代和红层盆地演化提供了重要的年代学约束。根据比洛错和扎加藏布北侧火山岩的锆石U-Pb同位素测年资料,将羌塘盆地南部红层时代归属上白垩统阿布山组,这对分析羌塘地块南部油气地质构造保存条件和构造地貌演化具有重要意义。

青海吐尔根达坂地区早泥盆世火山岩的锆石U-Pb年龄依据

青海吐尔根达坂地区野马梁北部发育一套英安质火山碎屑熔岩,1∶25万鱼卡幅区调将其归为志留纪巴龙贡嘎尔组火山岩段(Sb3)。本文在大黑刺沟英安质火山碎屑熔岩和英安质流纹斑岩中获得锆石U-Pb谐和年龄分别为(403.0±2.6)Ma和(405.3±2.9)Ma,时代为早泥盆世;结合岩石组合特征,从原划土尔根达坂山志留纪巴龙贡噶尔组火山岩中解体出一套早泥盆世中酸性火山碎屑熔岩(D1prl),为巴龙贡噶尔组火山岩段地层解体提供了新的同位素测年依据。

昆仑山南部西大滩盆北花岗岩的年龄与热历史

对南昆仑缝合带中段西大滩盆北花岗岩,应用不同的年代学方法,测定岩浆结晶时代和构造热事件年龄,分析构造地貌演化过程。应用离子探针方法,测出西大滩盆北花岗岩的锆石U-Pb同位素年龄为196.4- 212.1 Ma,平均年龄204.1±2.6 Ma,代表岩浆侵位结晶时代。西大滩盆北花岗岩的黑云母K-Ar和Ar-Ar同位素年龄为134.47-145.3 Ma,指示晚期韧性剪切变形时代。应用矿物对热年代学方法,揭示出204.1-134.47 Ma、57. 67-26.0 Ma、26 Ma以来3期构造热事件,降温速率分别为6.46℃/Ma、4.91℃/Ma、3.84℃/Ma,对应的隆升速率分别为0.21 mm/a、0.16 mm/a、0.13 mm/a;说明134.47-57.67 Ma为缓慢降温和剥蚀夷平时期,对应的降温速率为0.64℃/Ma、差异隆升速率为0.02 mm/a。结合磷灰石裂变径迹测年和风火山群、五道梁群挤压缩短时代、区域伸展走滑起始年龄资料,推断昆仑山南部新生代山脉快速隆升发生于渐新世-中新世早期,估算隆升速率达0.26 mm/a。

碳酸盐矿物定年和定温技术及其在川中古隆起油气成藏研究中的应用

基于含烃包裹体宿主矿物U-Pb同位素年龄和团簇同位素(D47)温度约束建立成藏地质过程重建新方法。通过激光原位U-Pb同位素年龄和团簇同位素温度约束油气成藏时间和深度,包括两个关键步骤:①显微镜下液态或气态烃类包裹体特征、丰度和分布研究;②烃类包裹体宿主矿物激光原位U-Pb同位素定年和团簇同位素定温。该方法应用于川中古隆起震旦系灯影组气藏成藏期次研究,通过含烃包裹体白云石宿主矿物U-Pb同位素年龄和团簇同位素(D47)温度的测定,识别出3个成藏期:①以距今(416±23)Ma为代表的志留纪末的石油聚集;②以距今(248±27)Ma和(246.3±1.5)Ma为代表的二叠纪末—早三叠世的石油聚集;③以距今(115±69)Ma和(41±10)Ma为代表的燕山—喜马拉雅期天然气聚集。川中古隆起灯影组气藏成藏史与工区构造-埋藏史、盆地热史、烃源岩生烃史高度吻合,展示了碳酸盐矿物定年和定温技术在油气成藏期次研究中的适用性和可靠性,具推广应用价值。

鄂尔多斯盆地南缘奥陶纪沉积充填记录的关键时限及其构造意义

鄂尔多斯盆地南缘上、下古生界呈现明显的角度不整合，标志着该区卷入了加里东造山带变形。本文以盆地内奥陶纪沉积充填记录为线索，利用地层序列中沉积凝灰岩的锆石U-Pb同位素测年，结合豢岭造山带岩体年代学研究成果，探讨了豢岭加里东期构造事件的发生与发展过程。研究表明：1）奥陶系沉积时期，沉积序列经历了海侵至海退的完整旋回，中奥陶世马五期海退序列开始，晚奥陶世背锅山期海水自鄂尔多斯盆地西南缘完全退出；2）晚奥陶世平凉期至背锅山期，地层序列中凝灰岩、滑塌构造、滑塌角砾岩普遍发育，滑塌构造和滑塌角砾岩的直接触发因素是构造活动引发的地震，构造活动性明显加强；3）中奥陶世马五期海退序列的开始，孕育着秦岭洋壳板块开始向北俯冲，时限大约为475-463Ma；4）晚奥陶世平凉期，沉积序列中重力流、滑塌构造和凝灰岩普遍发育，孕育着秦岭洋向北的俯冲碰撞进入了高峰阶段，其时限大约为454-450Ma。

云岗盆地晚中生代沉积-火山充填序列及其构造意义

利用凝灰岩夹层及安山岩的锆石U-Pb同位素测年,对云岗盆地晚中生代地层充填序列的关键时限进行了限定。结合地层接触关系、安山岩的地球化学特征,分析了重点地质界面的构造意义。取得了以下主要认识:(1)早中侏罗世,盆地为一套湖进序列的连续沉积,以大同组含煤地层为代表,暗示着区域拉张的构造背景;(2)盆地整体缺失了晚侏罗世(160.4±1.1)Ma至早白垩世(130.1±0.7)Ma的沉积地层,其发生的动力学背景可能与古太平洋、西伯利亚、特提斯同时向东亚大陆汇聚产生的远程效应有关;(3)旧高山安山岩形成于早白垩世(130.1±0.7)Ma大陆板内裂谷的构造背景,与华北克拉通破坏的动力学背景紧密相关。研究成果对旧高山安山岩时代归属提出了新的认识,并不归属于上侏罗统髫髻山组,而相当于下白垩统张家口组。

柴达木盆地冷湖花岗岩体岩石学初步研究

根据岩石学、岩石化学以及锆石 U- Pb同位素测年等资料分析 ,冷湖岩体为一印支期发育的 S型花岗岩类岩石 ,可以归属同碰撞期逆冲 -褶皱 S型系列。该岩体的研究可能为南祁连印支期裂陷槽的关闭提供一定证据。

东海盆地长江凹陷美人峰组的时代归属及其地质意义

东海盆地长江凹陷美人峰组是古近系重要的地层单元之一,但因其缺少精确的古生物化石记录,时代归属和区域地层对比关系长期悬而未决,尚无定论。本文应用LA-ICP-MS定年方法,对长江凹陷CJ-2井所揭露的美人峰组顶部两套凝灰岩夹层进行了锆石U-Pb同位素测年。结果表明,来自美人峰组顶部两件凝灰岩样品分别形成于61.0±0.87 Ma和62.25±0.92 Ma,证明该组沉积时代归属于早古新世,区域上对应于丽水-椒江凹陷下古新统月桂峰组。烃源岩评价结果显示,美人峰组发育较好的烃源岩,有机质丰度达到中等至好,有机质类型为Ⅲ型。基于地震剖面构造精细解析,长江凹陷的美人峰组可以连续追踪到浙东坳陷,该坳陷大规模发育古新统,残余厚度达800~2000 m,指示古新世,浙东坳陷发生大规模伸展裂陷,形成NNE向展布大型裂陷带,美人峰组将是一套潜在的烃源岩层系。首次在东海盆地长江凹陷美人峰组获得高精度年龄,不仅确定了美人峰组沉积时代归属,也为东海盆地古新世区域地层的划分与对比、盆地古地理重建、构造演化、油气勘探与资源评价等提供了新的地质依据。