从同位素年代学发展到构造年代学

从同位素年代学发展到构造年代学,中间必需经历热年代学、构迼-热年代学和变形年代学等阶段。同位素年代学只是提供简单的地质事件年龄,热年代学使年龄赋予了温度的信息,而构造年代学则强调地质或构造过程时间-空间的四维演化过程。构造年代学使年龄数据的科学意义除了时间,还有温度、地壳深度变化以及流体的是否参与等多重意义,它涉及到多维空间的变化：时间、温度、水平方向的二维变形、垂直方向的变形等。在现有技术和认知水平的条件下,作者强调指出了从变形年代学到构造年代学的发展中要注意的一些关键的问题,而回归传统地质、以野外变形为基础的变形年代学研究是构造年代学发展的前提。     

一种新的构造变形热年代学研究方法——显微构造变形热年代学

显微构造变形热年代学是一种新兴的研究构造变形热年代学方法,能够解决一些常用方法无法解决的或很困难的构造问题。显微构造变形热年代学利用因构造变形事件而产生的新生矿物结晶年龄来测定小至一般的构造变形,大至区域构造乃至造山带或碰撞带构造变形的年龄,建立构造演化时间序列,并可以计算其变形速率或隆升速率。     

构造-热年代学--发展与思考

构造热年代学是一门集同位素年代学、构造地质学、岩石矿物学、计算机模拟技术等为一体的综合性学科。它是在同位素年代学研究的基础上 ,结合矿物的封闭温度理论、构造事件、岩浆热事件等的研究而发展起来的。U Pb、40 Ar/ 3 9Ar、裂变径迹及 (U Th) /He等测年手段是该学科的重要支柱手段。这一学科的发展已经、并且将对传统构造地质学、年代学的应用与解释起到巨大的推动作用。而在此基础上的微区微量年代测定与应用将是对地质学特别是构造事件乃至构造运动的演化序列精细测定的一次革命。     

热年代学方法、技术手段及其在矿床地质中的研究进展

同位素地质年代学是一门传统的定年学科,广泛应用于地质各个领域研究中.随着同位素地质年代学理论创新与技术进步,现在逐步发展成为地质热年代学,即将地质年代数据赋予相应封闭温度属性,使之不仅揭示地质事件年龄,而且反映该事件发生的温度条件.不同定年方法以及测试样品的不同,其对应的封闭温度不同,从而可以揭示地质体在更大温度或年龄范围的形成演化过程,定量研究矿区或矿体的隆升与剥露,评价矿床形成后的保存与变化状况,提高找矿预测效果.主要总结和论述诸如40Ar-39Ar、裂变径迹和（U-Th）/He等中-低温热年代学技术方法及其在矿床地质中的应用研究状况,分析热年代学技术与应用发展趋势,以期为成矿作用研究提供新的应用技术手段.      

阿尔金山东段地质热年代学与构造演化

文中综合分析了青藏高原北缘阿尔金山东段地质热年代学和构造体系演化。阿尔金山东段从太古宙陆核发育而来,经历了元古宙稳定地台和新元古代大陆裂解阶段,形成了早古生代阿尔金洋和沟 弧 盆构造体系,发育了奥陶纪早期的板块俯冲、碰撞造山作用和奥陶纪-志留纪之交的岛弧岩浆活动(峰期年龄为443 Ma)。石炭纪洋盆闭合之后,该地区进入陆内构造发育阶段。其中,占主导地位的是以拉配泉断裂为代表的中生代伸展构造和新生代阿尔金断裂系的左行走滑断裂活动,它们分别控制了中生代两期热冷却事件和新生代地块快速抬升 冷却事件。地质热年代学年龄数据为阿尔金山东段不同时期形成的不同地块勾画了不同的热冷却历史,由此可区分不同时期不同构造事件对区域热冷却历史的影响。     

成矿年代学研究及其若干进展

成矿年代学以成矿地质年代时间维为主线,应用地质构造、岩石、矿物、矿床和同位素地质等多学科综合技术方法,在维时空上研究成矿地质历史演化和规律。开展成矿年代学研究,不仅是运用的年代学测定方法,精确地确定一个具体太床的成矿年代,更重要的是要分析成矿的序列性,研究成矿与异常地质事件的耦合关系,进而研究各种不同构造尺度上的成矿演化规律。成矿年代学研究近年来取得了重要进展。     

热年代学基本原理、重要概念及地质应用

岩石和矿物的同位素年龄从根本上取决于它们的综合热历史,而热年代学是一种能够分析其热历史的技术。岩石中一些矿物核衰变会生成子产物(同位素或矿物晶格的结构损伤),而热活化会使这些子产物逸失,热年代学主要分析子产物累积和逸失之间的相互关系。由于温度随地球岩石圈深度增加而升高,因此可以将温度信息转换为热年代学数据;应用热年代学可以分析岩石在给定时间内停留在地表以下的深度,从而获得地表到下地壳的多种地质过程的关键信息,其分析原理在于其同位素封闭系统。同位素系统在高温下均会表现为开放系统,即子产物通过扩散比核衰变逃逸更快;在低温下则表现为封闭系统,即子产物逃逸速率非常慢,以致在百万年为单位的地质时间都可以保留在原岩石和矿物中。从开放系统到封闭系统的切换不是瞬间完成,而是在离散的温度区间内进行的,这个区间称为部分保留区。封闭温度位于这个温度区间内,可以定义为热年代学系统中与其表观年龄相对应的温度。本文介绍了封闭温度≤350～400℃,(40)~Ar-(39)~Ar、裂变径迹和(U—Th)/He的测年原理、发展历史和样品选择;详细分析了封闭温度,部分退火区与部分保留区,裂变径迹年龄类型,滞后时间等重要概念;说明了岩体垂直运动、温度历史和其子产物积累之间所代表的年龄—海拔关系;进一步阐述了抬升、剥露和剥蚀定义,以及是否考虑均衡回弹情况下的关系。热年代学与其它年代学应用案例包括:约束地层和矿产年龄、隆升剥蚀、盆地演化、构造演化、矿床热历史演化与保存变化等方面。地球科学研究不断深化,综合热年代学有助于其更深入研究,可以带来更多丰硕成果。     

元古宙蛇绿岩地质年代学研究方法探讨

确定元古宙蛇绿岩形成时代的最佳方法是同位素地质年代学研究。元古宙蛇绿岩往往遭受过多期热-构造事件的改造,其地质年代学研究应依据单颗粒锆石U－Pb稀释法或Pb－Pb蒸发法的年龄数据,在具体操作上须正确区分岩浆结晶锆石和变质重结晶锆石。Sm－Nd、Rb－Sr及Pb－Pb等时线年龄具有多解性的特点．不宜用于元古宙蛇绿岩的定年,其地质意义的解释应结合区域地质构造背景及地质地球化学特征的综合研究。     

造山带构造年代学基本问题——论同位素体系与变质作用的关系

造山带构造年代学以研究造山带重大地质事件时代,建立时空格架为目的。其实质是研究同位素体系与变质作用的关系,包括变质过程中同位素体系扰动、同位素平衡、同位素均匀化以及锆石增生和放射性成因铅丢失等方面。并以大别山黄土岭麻粒岩和熊店榴辉岩为例阐述了构造年代学的研究方法和步骤,论证大别古陆老于2 814 Ma,大别山早前寒武纪基底变质事件发生在约20亿年前;大别熊店榴辉岩峰变质年龄为468 Ma。     

构造-热年代学和成矿年代学研究进展

构造活动对成矿具有重要的控制作用,同位素年代学是厘定构造活动期次和成矿时代的重要手段.文章对近些年来同位素定年方法在这两方面所取得的进展进行了评述.     

雅满苏地区中酸性岩浆岩同位素年代学特征及意义

雅满苏地区跨越多个区域构造带,过往研究对于每个构造带的形成、相对构造运动形式、相对构造运动规模存在较大争议.通过采集不同构造带内中酸性岩体的岩石样品,对雅满苏地区3个构造带内的中酸性岩体开展岩石学、地球化学以及锆石U-Pb同位素年代学研究.结果表明:除苦水混杂岩带花岗斑岩(TW-1)为过铝质钙碱性I型花岗岩,其他2个构...     

湖北省随州三里岗地区二长花岗岩Rb-Sr、40Ar/39Ar同位素年龄

三里岗二长花岗岩与花山蛇绿混杂岩中的基性火山岩呈侵入接触关系,其年龄的确定可解决花山蛇绿混杂岩中基性岩形成年龄的上限问题. 本文对三里岗二长花岗岩分别进行了Sm、Nd同位素研究及Rb-Sr、40Ar/39Ar同位素年龄测定.3个全岩样品的Nd模式年龄平均值为1 064±105 Ma;12个全岩样品的Rb-Sr等时线年龄为422±53(2σ)Ma;二长花岗岩中所含角闪石矿物的40Ar/39Ar坪年龄为141.4±0.3 Ma,等时线年龄为142±2 Ma.这些结果暗示了花山蛇绿混杂岩中基性火山岩的形成年龄不可能晚于422 Ma.     

构造形成时限测定方法的探索

地质作用过程持续时间的确定具有重要意义。前人已建立的地质定年方法(同位素法、古生物法和古地磁法)给出的是地质事件的“绝对年龄”或相对年代。但至今国内外尚缺乏有关地质作用持续时间的直接的测定方法。讨论了从构造地质学角度直接测定地质事件时限的一种新方法。     

论糜棱岩研究

糜棱岩是一种具有丰富地质信息的载体，在理论和实践上都有重要的研究意义。从显微超微构造，岩石固态流变，动力变质成矿，成岩模拟实验，构造地球化学，造山带运行学和同位素年代学等七个方面，较全面的阐述了近20年来糜棱岩岩石学的研究进展情况。并简单列举了一些新成果，诸如浅层次糜棱岩的发现，人工糜棱岩的成岩实验和同位素测年新数据等。同时还指出糜棱岩的微观研究可进一步拓展到壳幔流变学，构造年代学和造成带比较学等这些新的学科研讨上。     

同位素地质学定年方法评述

详细分析了当前同纱年代学的常用定年方法，如K-Ar法，U-Pb法，Rb-Sr法和Sm-Nd法等的适用性和局限性。讨论了地质事件定年过程中存在的一些问题，提出了准确定年的注意事项。     

早前寒武纪地质及深成构造作用研究进展

早前寒武纪地质的研究进展主要表现在准大陆克拉通早期构造演化,克拉通及古老造山带深层结构,元古代超大陆恢复对比、早期地壳性质及生长等主要问题上开展多学科研究计划的实施。其中,同位素年代学,特别是锆石Ｕ－Ｐｂ方法,地震反射、Ｐ－Ｔ计算及古地磁研究对前寒武纪地质学的进展具有重要的推动作用。和个古陆克拉通区域地质学的持质研究积累,不断产生新的认识,这种新的科学思想涉及到早期陆壳组成及区划,太古代克拉通化历史,太古代－元古代界限及性质,元古代造山带网络与克拉进陆块拼合,大陆下地壳剖面及其组成等同题。华北早前寒武纪地质演化研究中的重要问题包括：华北麻粒岩相带与克拉通基底构造的关系,克拉通基底构造区域,早期陆壳性质及其记录的重大构造一热事件幕,华北克拉通与世界典型陆块构造演化对比等。     

帕米尔隆升过程中地壳的一种重要缩短机制--以齐姆根构造转换域为例

区域构造显示,在帕米尔－西昆仑前陆地带大致以齐姆根为中心的范围内,山前构造变形呈现分阶段发育的特征,前陆冲断带和前陆沉降带横向不能连接,形成喀什和叶城－和田两个沉降坳陷中心。这是由于造山带前陆的逆冲断裂带向盆地大规模逆掩和推覆过程中大幅度构造叠覆而形成,长距离构造拆离使许多地质记录被掩盖和破坏,给地质构造发展史重建造成很大困难,齐姆根由于地处连接帕米尔、西昆仑2个前缘逆冲断裂系及其前陆沉降带的应力转换和调整部位,构造以斜向走滑为主、逆冲推覆程度相对较弱,因而得以保留许多塔里木西南构造演化过程中形成的地质信息,该区域是正确认识东帕米尔地区构造演化的关键点之一,因此笔者引入“域”的概念,将其命名为“齐姆根构造转换域”,其原型背景是目前帕米尔－西昆仑前缘唯一保存较为完整的沉积盆地,规模不大却显示了较为典型的前陆盆地沉积构造样式,结合区域事件同位素年龄证据,基本可以确定塔西南前陆盆地发育下限不晚于侏罗纪早期,178.4-113.3Ma为初期活动的主要时期。侏罗纪发育有限规模前陆盆地,是在塔里木西南前陆盆地发育的初期阶段,同时盆地的展布受到古近纪以来帕米尔构造结“突刺”状楔入的强烈影响,使侏罗纪原始盆地走向发生偏转。研究表明,该构造转换域与康西瓦断裂一起构成一系列构造应力转换系统,自三叠纪古特提斯闭合以来一直承接着印度板块向北挤压和帕米尔隆升过程产生的巨大地壳缩短量。     

粤北河口岩体次英安斑岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素特征及其地质意义

河口岩体位于贵东复式花岗岩体外围北东侧,也是粤北地区代表性火山岩-次火山岩,前人对其源区特征、成岩时代、构造背景研究程度相对较低。本文在野外地质调查基础上,选取次英安斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成特征研究。结果表明,次英安斑岩的锆石U-Pb年龄为428.6±2.2 Ma、429.6±2.4 Ma,属晚加里东期火山岩系,进一步证实粤北-赣南地区存在较大范围的加里东期火山岩-次火山岩。次英安斑岩的εHf(t)变化范围较小,呈明显负值,且集中在上下地壳的演化线之间,指示其形成于陆壳物质的部分熔融,并无明显地幔物质的加入。锆石Hf模式年龄(t DM 2)平均值分别为1756 Ma、1802 Ma,指示河口地区可能存在过早元古代的古老基底,次英安斑岩可能是早元古代的变质岩部分熔融的产物,形成于加厚地壳背景下的后碰撞拉张构造环境。