40Ar/39Ar年代学中几个重要问题的讨论

40Ar/39Ar年代学是同位素地质年代学中重要的两个"金钉子"手段之一(另一个为U-Pb法),广泛应用于重大地质事件、地质界线的精确定年,是确定地质年表的主要手段。40Ar/39Ar年代学测定的母体元素钾为常量元素,且实现分析时由于只需测定Ar同位素的比值,因而具有很高的分析精度,因此可以测定非常年轻(数千年)地质体的年龄。此外,由于在自然界中不易发生(物理、化学)反应的特性,Ar在矿物中的扩散可被准确地定量描述,因此40Ar/39Ar年代学也是热年代学的重要支柱,被广泛应用于地球深部物质上涌、折返、剥露、变质的冷却历史,率先提供了解析造山带、地壳作用过程等热历史的定量模型。这些特点使得40Ar/39Ar年代学成为地质年代学的三大支柱之一。那么,近年来该方法发展到了什么程度,其精确度和准确度达到了怎样的高度?为何年轻火山样品中极少发现过剩Ar?高压环境中的样品过剩Ar为何难以辨认?压力影响矿物的封闭温度吗?缓慢冷却K-长石的年龄谱是否可以真实地反映岩体所经历的热历史?多重扩散域模型(MDD)遇到了哪些挑战、该如何应用?40Ar/39Ar法和U-Pb法在构造热过程研究中有何不同的应用?本文对这些问题进行了思考和讨论,以期推动大家对40Ar/39Ar年代学的深入探索,推动其在我国地质研究中的应用。     

从同位素年代学到构造年代学

从同位素年代学发展到构造年代学,中间必须经历热年代学、构造-热年代学、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,热年代学同时赋予了地质事件温度和年龄信息,而构造年代学则强调地质或构造过程中时间-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外,还有温度、地壳深度变化、是否有流体参与等多重意义,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,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。     

构造年代学——当今构造研究的一个新学科

以大别山高压超高压变质带构造年代学研究为例阐述了构造年代学。它是90年代以来构造地质学的一个新的分支学科。构造年代学研究内容和方法为：进行区域构造分析和典型地区构造解析；根据具体地质构造情况和研究目标的要求选择同位素年代测试方法和进行同位素年代的取样、选样和测试；通过综合分析和对比建立构造年代学时空格局。     

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。     

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.      

变质岩地区同位素地质学研究

变质岩地区同位素地质学包括放射性同位素年代学,放射性同位素地球化学和稳定同位素地球化学三方面的内容。该文以年代学内容为主,辅以Nd同位素地球化学。 1 放射性同位素年代学对变质岩地区,同位素年代学是很重要的研究方法,手段和内容,离开年代学的研究,就谈不上现代变质地质学。变质岩样品的同位素地质年龄数据可能反映变质岩原岩的成生年龄,也可能代表变质事件的年龄,甚至可能反映变质作用以后叠加的热事件年     

东喜马拉雅构造结气候构造作用下热史演化的40Ar/39 Ar年代学记录

以喜马拉雅山系为典型实例,究竟是气候作用还是构造作用引起山体隆升的问题已经成为地球系统科学研究中的重要前沿问题.无论是气候因素还是构造因素引起山体隆升,二者都与一个共同的地表过程--剥蚀作用相关,剥蚀作用对山体中地质体的影响可以用岩石矿物经历的热史演化来描述,所以,在造山作用研究中,山体或山脉的热史演化是揭开地质体经历地质过程、山体隆升研究的重要途径.利用河砂组成矿物来研究流域的地质过程和构造演化已经成为现代地质科学的重要手段.本文采集了雅鲁藏布江下游墨脱县以南约50 km处地东河段内的现代河砂,对其中的角闪石、白云母、黑云母及钾长石等四种矿物进行了高精度单颗粒激光40Ar/39Ar年代学测试,并进行了概率统计.地东河段河砂中富钾矿物40Ar/39Ar年代学统计结果显示,大峡谷流域的热史演化可以确定有多个阶段,分别可以识别出70～69、61～60、43～42、35～34、26～25、25～23、22～20、20～18、17～14、12～11、8～6、5～4及＜2Ma等13个热史演化阶段.通过将上述热史信息与印度大陆与欧亚大陆碰撞角度和碰撞速率变化曲线的对比,可以确定70～69、61～60、43～42、35～34、22～20和12～11Ma等6个阶段的年代学信息是两大陆碰撞角度和碰撞速率变化事件在东喜马拉雅构造结热史上的记录;通过与全球深海氧、碳同位素记录曲线的对比,可以认为26～25、25～23、17～14、8～6、5～4和＜2Ma等6个阶段的年代学信息是气候变化在东喜马拉雅构造结热史上的记录.东喜马拉雅构造结地质体热史演化是构造与气候相互作用的结果.     

同位素构造地质学——构造地质学一个新的分支学科

<正> 陈国达教授提出的地洼学说大地构造理论自诞生至今已35周年,它不仅在理论上得到了发展,而且在实践中经受住了检验。它的研究内容和领域在不断扩大,如构造地球化学、构造成矿学应运而生并迅速发展。随着同位素地质学在构造地质学中的应用范围的不断扩大,国内外学者逐渐将同位素地质学的理论、方法手段应用于解决构造地质学     

含U副矿物的原位微区U-Pb定年方法

同位素地质年代学是解决地质体时、空演化及大陆动力学等地学研究的基础,而副矿物U-Pb年代学是常用的定年方法之一。含U副矿物广泛分布于各种类型的岩石中,其U[CD*2]Pb年龄可提供地质体演化过程中所发生的地质事件的时代,而传统的热电离质谱全溶年代学分析只能提供样品年龄信息的平均值。随着仪器科学和分析技术的进步,副矿物的原位微区U-Pb测年方法成为近年来U-Pb同位素地质年代学发展的主导趋势。与锆石相比,其它副矿物的U-Pb同位素体系相对比较复杂,经常含较高的普通Pb。在仔细阅读相关文献的基础上,结合近年来相关研究工作,综述副矿物原位微区U-Pb定年以及普通Pb校正方法研究的最新进展,以期推动我国副矿物原位微区U-Pb定年方法相关研究及其在地质学中的应用。     

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。     

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。     

Polyphase movement on the Lavanttal Fault Zone (Eastern Alps): reconciling the evidence from different geochronological indicators

The Lavanttal Fault Zone (LFZ) is generally considered to be related to Miocene orogen-parallel escape tectonics in the Eastern Alps. By applying thermochronological methods with retention temperatures ranging from ~450 to ~40°C we have investigated the thermochronological evolution of the LFZ and the adjacent Koralm Complex (Eastern Alps). ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating on white mica and zircon fission track (ZFT) thermochronology were carried out on host rocks (HRs) and fault-related rocks (cataclasites and fault gouges) directly adjacent to the unfaulted protolith. These data are interpreted together with recently published apatite fission track (AFT) and apatite (U-Th)/He ages. Sample material was taken from three drill cores transecting the LFZ. Ar release spectra in cataclastic shear zones partly show strongly rejuvenated incremental ages, indicating lattice distortion during cataclastic shearing or hydrothermal alteration. Integrated plateau ages from fault rocks (~76 Ma) are in parts slightly younger than plateau ages from HRs (>80 Ma). Incremental ages from fault rock samples are in part highly reduced (~43 Ma). ZFT ages within fault gouges (~65 Ma) are slightly reduced compared to the ages from HRs, and fission tracks show reduced lengths. Combining these results with AFT and apatite (U-Th)/He ages from fault rocks of the same fault zone allows the recognition of distinct faulting events along the LFZ from Miocene to Pliocene times. Contemporaneous with this faulting, the Koralm Complex experienced accelerated cooling in Late Miocene times. Late-Cretaceous to Palaeogene movement on the LFZ cannot be clearly proven. ⁴⁰Ar/³⁹Ar muscovite and ZFT ages were probably partly thermally affected along the LFZ during Miocene times.     

盆地陆源碎屑沉积物对源区构造背景的指示意义

盆地陆源碎屑沉积物对源区构造演化有重要的指示作用，目前利用盆地陆源碎屑沉积物示踪源区，反演源区构造演化的方法很多，包括沉积碎屑组分分析方法、地球化学分析方法及同位素年代学方法等。结合实例分析，简要介绍了这几种方法目前的研究进展及存在问题。由于盆地沉积碎屑组分、副（重）矿物及地球化学方法仅能够提供源区物质组成方面的信息，因此在应用上有很大的局限性。而同位素年代学方法则可以提供源区年龄组成方面的信息，锆石 U-Pb及FT年代学的结合，是一种新的突破。结合区域构造背景，有选择地进行多种方法综合分析应是行之有效的手段。     

小秦岭金矿田三叠纪成矿事件的伸展构造背景:构造岩的~(40)Ar-~(39)Ar年代学证据

小秦岭金矿田位于华北克拉通南缘,同时也是秦岭复合型造山带的北缘组成部分。这里是我国第二大黄金产地,大规模金的成矿作用形成于早白垩世岩石圈大规模减薄的区域伸展构造背景。此外,越来越多的同位素年代学数据显示区内还存在三叠纪的成矿事件发育钼、铅、铀、铌等与岩浆热液活动密切相关的多金属矿床,主要分布在小秦岭的南北边缘。目前,对于三叠纪多金属成矿作用的构造背景研究尚属薄弱,还没有直接对有关的构造变形开展过专题研究。为此,我们对小秦岭金矿田东端边缘的构造带进行构造观察和测量,并采用~(40) Ar-~(39) Ar年代学方法厘定变形时限,揭示三叠纪成矿事件的构造背景,为深入认识区内三叠纪多金属成矿作用特征和规律提供构造证据。研究表明,小秦岭金矿田三叠纪成矿事件发生于晚三叠世的伸展构造背景,可以划分为两个阶段早期(221～216Ma)是在碰撞向后碰撞转折阶段的重力滑脱构造环境中,发育火成碳酸岩型钼铅、铀铌铅多金属矿床;晚期(214～203Ma)是在后碰撞阶段由俯冲板片断离或岩石圈拆沉作用等深部过程导致的区域伸展构造环境中,发育石英脉型和斑岩型钼矿床。小秦岭中生代晚三叠世和早白垩世两期成矿事件都是在伸展构造背景中的构造-岩浆-流体活动的产物。     

The giant Imiter silver deposit: Neoproterozoic epithermal mineralization in the Anti-Atlas, Morocco

The world-class Imiter silver deposit, in the Anti-Atlas Mountains of Morocco, is a Neoproterozoic epithermal vein deposit genetically associated with a felsic volcanic event, and formed within a regional extensional tectonic regime. Rhyolitic volcanism related to ore formation has been dated at 550Dž Ma by ion-probe U/Pb on zircons. The economic silver mineralization is superimposed on an older, discrete base-metal assemblage associated with calc-alkaline granodioritic magmatism. The magmatism is dated at 572LJ Ma by ion-probe U/Pb dating on zircons, and by ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating on hydrothermal muscovites. In the Anti-Atlas Mountains, the Precambrian-Cambrian transition appears as an important period for the formation of major, productive precious-metal deposits associated with volcanic events and extensional tectonics. The Imiter silver deposit constitutes a Precambrian analogue to modern epithermal deposits.     

大别-苏鲁造山带在朝鲜半岛的延伸方式——基于~(40)Ar/~(39)Ar构造年代学的约束

本文结合野外构造变形特征观测,在朝鲜半岛的不同构造单元采集14件糜棱岩和片麻岩样品进行~(40)Ar/~(39)Ar年代学分析,在此基础上通过对比朝鲜半岛与大别造山带不同构造单元的变形特征,探讨大别苏鲁构造带在朝鲜半岛的东延特征,取得如下认识:朝鲜半岛中部的主要构造带在中生代经历了碰撞阶段(~210Ma)、逆冲推覆(200~150Ma)、造山后伸展阶段(140~90Ma)三个主要的构造过程;从变形期次和变形特征看,临津江构造带与大别造山带的北淮阳构造带、苏鲁构造带北部威海地区具有可比性,沃川构造带与南大别构造带有相似之处;在朝鲜半岛,自临津江带至沃川带构成了较完整的中生代碰撞造山带,即大别-苏鲁造山带的东延部分,原认为的"京畿地块"应属造山带的一部分。     

油气成藏过程中的同位素测年方法评述

笔者对国内外同位素测定年在确定油气成藏方面的应用现状进行评述的基础上,重点分析了K-Ar法,Ar-Ar法,U-Pb法,Rb-Sr法等方法所存在的问题,认为自生伊利石40Ar-39Ar法在不断克服技术难题之后,仍是油气成藏年代学不可缺少的重要手段;激光微区探针40Ar-39Ar法与流体包裹体技术相结合,是油气多期成藏40Ar-39Ar年代学研究取得成功的突破点;利用沥青和干酪根中微量金属U-Pb,Pb-Pb,Rb-Sr,Sm-Nd和Re-Os体系的同位素分析方法获得油气生成、运移的年龄,是成熟的放射性同位素方法在石油地质学中的应用;晶洞充填物U-Pb测年,可能是碳酸盐岩储层油气成藏年代学研究又一新的突破点.     

第四纪地质定年与地质年表

时、空、质(物质)、能(动力)是研究地质过程、环境演变的基本要素，其中时间是关键．任何一个自然事件、任何一个地质过程，都与时间相关联，时间的重要性需要通过年龄的精确测量来体现。本文综述了第四纪定年的基本方法和特点以及近年来年代地层学所获得的进展，提出了中国第四纪的划分简表。     

GEOCHRONOLOGY OF ~(Ar)/~(39)Ar DATING IN THE BASEMENT ROCKS IN EASTERN KUNLUN MOUNTAINS AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS

GEOCHRONOLOGY OF ~(Ar)/~(39)Ar DATING IN THE BASEMENT ROCKS IN EASTERN KUNLUN MOUNTAINS AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS     

Geochemistry,zircon U–Pb analysis,and fluid inclusion 40Ar/39Ar geochronology of the Yingchengzi gold deposit,southern Heilongjiang Province,NE China

The Yingchengzi gold deposit, located 10 km west of Shalan at the eastern margin of the Zhangguangcai Range, is the only high commercially valuable gold deposit in southern Heilongjiang Province, NE China. This study investigates the chronology and geodynamic mechanisms of igneous activity and metallogenesis within the Yingchengzi gold deposit. New zircon U–Pb data, fluid inclusion ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating, whole‐rock geochemistry and Sr–Nd isotopic analysis is presented for the Yingchengzi deposit to constrain its petrogenesis and mineralization. Zircon U–Pb dating of the granite and diabase–porphyrite rocks of the igneous complex yields mean ages of 471.7 ± 5.5 and 434 ± 15 Ma respectively. All samples are high‐K calc‐alkaline or shoshonite rocks, are enriched in light rare earth elements and large ion lithophile elements, and are depleted in high field strength elements, consistent with the geochemical characteristics of arc‐type magmas. The Sr–Nd isotope characteristics indicate that the granite formed by partial melting of the lower crust, including interaction with slab‐derived fluids from an underplated basaltic magma. The primary magma of the diabase–porphyrite was likely derived from the metasomatized mantle wedge by subducted slab‐derived fluids. Both types of intrusive rocks were closely related to subduction of the ocean plate located between the Songnen–Zhangguangcai Range and Jiamusi massifs. However, fluid inclusion ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating indicates that the Yingchengzi gold deposit formed at ~249 Ma, implying that the mineralization is unrelated to both the granite (~472 Ma) and diabase–porphyrite (~434 Ma) intrusions. Considering the tectonic evolution of the study area and adjacent regions, we propose that the Yingchengzi gold deposit was formed in a late Palaeozoic–Early Triassic continental collision regime following the closure of the Paleo‐Asian Ocean. In addition, the Yingchengzi deposit could be classified as a typical orogenic‐type gold deposit occuring in convergent plate margins in collisional orogens, and unlikely an intrusion‐related gold deposit as reported by previous studies. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.