秦岭造山带商南-西峡地区富水杂岩的变辉长岩中斜锆石与锆石U-Pb同位素年龄的差异

秦岭造山带富水杂岩体的一些变辉长岩含有粒度较大且U、Pb含量较高的斜锆石和锆石,是U-Pb同位素测年的极好矿物.对该杂岩体的中粗粒角闪黑云辉长岩中的斜锆石和锆石分别进行了SHRIMP法和TIMS法U-Pb同位素年龄测定,获得斜锆石和锆石的U-Pb同位素年龄分别为501.4 Ma±1.2 Ma和480.0 Ma±3.4Ma,两者相差约20 Ma.对该岩石中部分斜锆石向锆石转化的现象及锆石的成因进行了初步研究,认为斜锆石的U-Pb同位素年龄应解释为秦岭富水杂岩中基性岩石的形成时代,而锆石的成因及其U-Pb同位素系统在变质作用过程中的变化比较复杂,对其U-Pb同位素年龄地质意义的合理解释需做进一步的研究.     

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]。     

中-浅正变质岩锆石SHRIMP法与TIMS法测年结果不一致处理——以滇东南南温河花岗岩为例

变质岩中的锆石大多遭受变质热事件的改造,但中-浅变质岩一般不甚发育新生锆石或变质增生边,不易通过现有的锆石测年技术获得该岩石的变质年龄。中-浅正变质岩的锆石为岩浆锆石与变质增生锆石的混合物,其U-Pb同位素组成可以采用二端元混合模式来表达。利用同位素稀释法(TIMS)可以获得混合锆石U-Pb年龄及对应的同位素组成;结合CL等内部结构分析,利用离子探针法(SHRIMP)可以获得岩浆锆石U-Pb年龄及对应的同位素组成,进而推算出变质增生锆石U-Pb年龄对应的同位素组成。在对滇东南南温河花岗岩锆石U-Pb年代学的研究中,我们发现同一样品的SHRIMP与TIMS U-Pb法测年结果不一致,根据上式推算出后期主变质年龄约为230 Ma,与前人利用其它测年方法获得的结果基本一致,符合研究区主变质期为印支期的区域地质背景。该方法为中-浅正变质岩年代学研究提供了一种新思路。     

福建前寒武纪地体中的锆石U-Pb同位素年龄的地质意义

单颗粒锆石U-Pb同位素测年法是测定前寒武纪地体地质年代的较好方法之一。本文利用该方法对福建前寒武纪地体中一些争论较大的地层、岩体进行锆石U-Pb同位素年龄测定,并详细论述了测年数据的地质含义,确定了这些地层和成岩及变质热事件年代。笔者认为目前在闽西北地区地表露头尚未发现太古宙地层,但其中的捕获锆石年龄有太古时期的信息;目前出露最老的地体形成于古元古界,中元古界较多见;加里东时期形成的新生锆石信息也较多。     

秦岭富水杂岩的变辉长岩中斜锆石与锆石U-Pb同位素年龄的差异及其地质意义

秦岭富水杂岩体的一些变辉长岩含有粒度较大，U、Pb含量较高的斜锆石和锆石，是U-Pb同位素测年的极好矿物。本文对秦岭富水杂岩的中粗粒角闪黑云辉长岩中的斜错石和错石分别进行了SHRIMP法和TIMS法U-Pb同位素年龄测定，获得斜锆石和锆石的U-Pb同位素年龄分别为501.4±1.2 Ma和480.0±3.4 Ma，二者相差约20 Ma；对该岩石中的斜锆石和锆石的关系及锆石的成因进行了初步研究，认为斜锆石的U-Pb同位素年龄应可解释为秦岭富水杂岩中基性岩石的形成时代，而锆石的成因比较复杂，对其U-Pb同位素年龄地质意义的合理解释需作进一步的研究。     

U-Pb同位素测年新方法——激光烧蚀等离子体质谱法直接测定探针片中锆石和磷灰石年龄

通过实验研究,笔者确定了激光烧蚀等离子体质谱法直接测定探针片中锆石、磷灰石U-Pb同位素年龄的流程,包括样品制备、矿物成因分析、仪器测试条件和测试过程。该方法最大的优势在于,可在探针片上确定测年矿物的共生组合及地质意义,将测得的年龄与特定地质事件,如变质事件、热液事件等相联系,对年龄数据给予合理的地质解释。利用此方法对一些岩石中的锆石、磷灰石在探针片上进行了测试,与用传统单矿物制靶方法测试的结果在误差范围内一致,表明在探针片上进行含铀矿物原地原位U-Pb测年是完全可行的。     

基于重砂鉴定技术的火山岩锆石精选与测年方法关系探讨

针对中浅变质沉凝灰岩锆石U-Pb同位素年龄分散幅度较大的现状,在湘中地区碧溪长安组底部凝灰岩几次采集样品测年不成功的情况下再次取样,通过室内重砂样品加工分选等工序,利用立体显微镜和偏光显微镜对锆石进行详细的矿物学特征对比分析,确定样品是否有来自不同时代、不同成因或不同地质背景的锆石。将精选出的锆石进行再次分选,分离成两组样品送往测年,采用LA-ICP-MSU-Pb法测得同沉积期的火山岩岩浆成因锆石年龄751±5 Ma和构造岩浆热事件年龄431.3±4.3 Ma,两组年龄数据与区域地质事实吻合。由此认为对此类样品的锆石进行成因、形态与光学性质等方面的综合分析研究,将混合锆石进行分组,有助于同位素测年数据的有效集中,保证测年数据精度。本文研究表明重砂精细分析鉴定是同位素精准定年的基础。     

锆石地球化学特征及地质应用研究综述

介绍并对比了用于锆石等副矿物测试的离子探针、激光探针、电子探针、质子探针等几种微区原位测试技术各自的特点.锆石U-Pb定年实现了对同一锆石颗粒内部不同成因的锆石域进行原位年龄的分析,给出了有关寄主岩石的源岩、地质演化历史等重要信息,为地质过程的精细年龄框架的建立提供了有效的途径.锆石微量元素、同位素特征是译解岩石来源和成因的指示器.锆石Hf同位素已成功地用于地球早期历史、岩浆来源、壳幔相互作用、区域大陆地壳增长的研究等;锆石氧同位素组成能有效地约束壳幔相互作用和示踪岩浆来源等.     

锆石成因矿物学与锆石微区定年综述

锆石是岩浆岩、变质岩和石英脉型金矿床中的一种常见副矿物,对锆石成因类型的准确判断是正确理解锆石U-Pb年龄意义的关键.本文中笔者对不同成因类型锆石的判别标志及年龄意义进行系统的总结,并认为将锆石的阴极发光图像(CL)、背散射电子图像(BSE)、痕量元素组成及矿物包裹体特征的研究相结合是进行锆石成因鉴定的有效方法.近年来同位素质谱技术的发展使得人们对同一锆石颗粒内部不同成因类型的锆石晶域进行原位年龄测定成为可能.通过微区原位定年技术,能够给出有关寄主岩石的地质演化历史等重要信息,这可以为地质过程的精细年代学格架的建立提供有效的证据.来自不同类型岩石中的锆石可能经历了Pb的扩散丢失作用、晶格损伤导致的蜕晶化作用以及变质重结晶作用.这些过程对锆石计时的准确性和有效性带来了不同程度的影响.为了对测定锆石年龄的地质意义进行合理解释,在进行锆石U-Pb定年前,必需对锆石进行成因矿物学和矿物内部结构的深入研究,特别是阴极发光和背散射电子成像研究,通过内部结构特征确定锆石的成因类型和形成环境.笔者认为,组成单一的岩浆锆石是理想的U-Pb定年对象,变质重结晶锆石域常是重结晶锆石和继承晶质锆石的混合区,容易给出混合年龄,只有变质增生锆石和完全变质重结晶锆石才能给出准确的变质时代,而从继承锆石中鉴别出的热液锆石可以获得可靠的流体活动时间.     

LA-ICP-MS锆石U-Pb定年实验流程的建立及其在滇西剑川正长岩锆石年代学中的应用

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术,能够快速、精确地测定矿物的同位素信息,是锆石U-Pb年代学最常用的定年方法之一.应急管理部国家自然灾害防治研究院同位素热年代学实验室利用RESOlution SE型193 nm准分子激光器和Agilent 7900型四级杆电感耦合等离子质谱仪联机,成功建立了锆石U-Pb原位定年方法.对91500、GJ-1、Ple?ovice、Qinghu和蓬莱5个标准锆石样品开展了详细的U-Pb定年研究,均获得了与国际推荐值在误差范围内一致的结果,表明本实验室建立的实验流程准确可靠,可以实现较老到较年轻锆石U-Pb年龄的精确测定.实验室运用新建立的方法对滇西剑川正长岩进行了锆石U-Pb年代学测试,结果表明该岩体形成于35.7±0.2 Ma,属晚始新世,与SIMS锆石U-Pb定年结果一致.研究发现剑川正长岩中存在晚三叠世-新元古代(220～860 Ma)的继承锆石,表明岩浆物质来源的多元性.综合前人研究,剑川正长岩是金沙江碱性岩带向青藏高原东南缘的延伸,可能形成于晚始新世高原隆升后岩石圈伸展的构造背景.     

火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上的应用

本文系统总结了沉积岩定年的意义和常用的定年手段,详细介绍了火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上的应用。从火山事件层的分布、火山灰夹层的识别、火山灰锆石的区分、应用实例等方面对前人的研究进行概述,旨在为科研工作者运用火山灰锆石U-Pb定年提供借鉴经验。与传统的成岩矿物K-Ar/Ar-Ar和Rb-Sr定年技术相比,火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上具有显著的优势。火山灰夹层具有广泛性和等时性,且锆石U-Pb同位素体系不容易受到扰动,因此火山灰锆石U-Pb定年是高精度沉积岩定年的首选方案。沉积岩定年涉及到野外观察、样品采集、室内岩相学观察及地质年代学分析和年龄解释等多个环节。在这些环节中,识别火山灰夹层是最关键的一点,也是一大难点。这需要明确火山灰夹层的岩石类型并了解火山事件沉积层的分布,在此基础上通过野外观察和室内研究进一步判别,这样可以更加准确地识别出火山灰夹层。此外,火山灰锆石定年需要区分火山灰锆石、碎屑锆石、继承/捕获锆石,可以通过矿物形态学和矿物化学特征来加以区分。     

S型花岗岩中锆石U-Pb同位素体系的多阶段演化及其年代学意义─—以桂北三防岩体为例

S型花岗岩中含有残留锆石并经历过后期Pb丢失事件是一个较普遍的现象,这使得其钻石U－Pb体系呈现出复杂的多阶段演化特征。虽然离子探针对各种复杂锆石U－Pb体系定年最为有效,但因其昂贵的成本使其应用受到限制,目前较为常用的仍是常规化学－质谱分析方法。在现有实验室Pb本底水平上恰当地选择单颗或多颗粒锆石进行分析,是获得高质量U－Pb年龄数据的关键。桂北三防岩体含有残留锆石并经历过后期Pb丢失事件,使其锆石U－Pb体系具有三阶段演化的特征。离子探讨和多颗粒锆石化学－质谱两种分析方法得出了一致的207Pb／206Pb年龄为820±9Ma,代表了岩体的形成年龄。而过去用常规微量锆石化学－质谱法得到的年龄（899Ma）实际上是一个无地质意义的“上交点年龄”。     

静态测量方式的单颗粒锆石蒸发铅同位素定年方法

报道的单颗粒锆石蒸发定年方法是利用新型固体质谱计的多离子接收器配置实现的。改进的锆石蒸发^207Pb／^206Pb定年流程通过静态测量方式，在锆石蒸发过程中直接测定铅同位素比值，获得^207Pb／^206Pb年龄。应用该方法测定了元古代永宁组沉积岩的碎屑锆石，获得6颗锆石的^207Pb／^206Pb年龄值为1965—2590Ma。与传统的蒸发法流程相比，静态测量方法省时简捷，同时可以直观地观测到锆石内部的铅同位素组成变化。这些变化反映锆石结晶历史、后期事件叠加以及锆石成因等地质信息。     

赣中南地区晚元古代变质地层中的同位素年龄及其地质意义

赣中南地区晚元古代之潭头群、杨家桥群,一直缺乏同位素年龄数据资料。笔者在兴国地区进行１：５万区域地质调查时,发现该套地层中含多层（套）认石英角斑岩,经对其所含锆石进行Ｕ－Ｐｂ法同位素年龄测定,获得１１３２Ｍａ、９９３Ｍａ、７２３Ｍａ３组同位素年龄资料,为赣中南地区之晚元古代地层时代的进一步确定提供了确切年龄数据。     

Unravelling the protracted U-Pb zircon geochronological record of high to ultrahigh temperature metamorphic rocks: Implications for provenance investigations

The assessment of detrital zircon age records is a key method in basin analysis, but it is prone to several biases that may compromise accurate sedimentary provenance investigations. High to ultrahigh temperature (HT-UHT) metamorphism (especially if T > 850 °C) is herein presented as a natural cause of bias in provenance studies based on U-Pb detrital zircon ages, since zircon from rocks submitted to these extreme and often prolonged conditions frequently yield protracted, apparently concordant, geochronological records. Such age spreading can result from disturbance of the primary U-Pb zircon system, likewise from (re)crystallization processes during multiple and/or prolonged metamorphic events. In this contribution, available geochronological data on Archean, Neoproterozoic and Palaeozoic HT-UHT metamorphic rocks, acquired by different techniques (SIMS and LA-ICP-MS) and showing distinct compositions, are reassessed to demonstrate HT-UHT metamorphism may result in modes and age distributions of unclear geological meaning. As a consequence, it may induce misinterpretations on U-Pb detrital zircon provenance analyses, particularly in sedimentary rocks metamorphosed under such extreme temperature conditions. To evaluate the presence of HT-UHT metamorphism-related bias in the detrital zircon record, we suggest a workflow for data acquisition and interpretation, combining a multi-proxy approach with: (i) in situ U-Pb dating coupled with Hf analyses to retrieve the isotopic composition of the sources, and (ii) the integration of a petrochronological investigation to typify fingerprints of the HT-UHT metamorphic event. The proposed workflow is validated in the investigation of one theoretical and one natural example allowing a better characterization of the sedimentary sources, maximum depositional ages, and the tectonic setting of the basin. Our workflow allows to the appraisal of biases imposed by HT-UHT metamorphism and resulting disturbances in the U-Pb detrital zircon record, particularly for sedimentary rocks that underwent HT-UHT metamorphism and, finally, suggests ways to overcome these issues.     

SHRIMP锆石U-Pb测年方法简介

该文对SHRIMP锆石U-Pb同位素测年方法从野外取样、碎样、矿物分选、制靶、显微照相和图片标记处理及测试进行了介绍,同时对LP-ICPMS法和TIMS法进行了简要说明。SHRIMP法对前寒武纪地质体年龄的测定具重要定年意义。     

蛇绿岩年代学研究方法及应注意的问题

蛇绿岩年代学在研究造山带构造演化、古洋一陆及板块构造格局恢复中至关重要。同位素测年及化石年代学法是蛇绿岩年代学研究的基本方法。高精度同位素测年首选锆石U-Pb法(包括单颗粒锆石U-Pb法、离子探针SHRIMP U-Pb法)及^40Ar-^39Ar法。同时可辅以Sm-Nd及Rb-Sr等时线法测年；各种测年方法所获结果与化石年代之间应相互比对；与蛇绿岩形成、演化相关的各地质事件发生的时间可以对蛇绿岩的形成时代进行约束。测年时必须对所测对象的特征及性质进行详细的研究。同时，对各种测年方法的适用性和应注意的问题有所了解。唯此才能对测年结果的含义及准确性做出科学、合理的解释。     

碎屑锆石U-Pb年代学在地学应用中的现状

锆石U-Pb年代学作为地学研究中一种有效的定年方法,通过半个世纪的发展,已经形成了完善的理论体系和实验方法。随着其测试效率和精度不断提高,成本逐渐降低,其研究也朝更广的邻域延伸,近年来碎屑锆石U-Pb年代学在地学中得到了广泛的应用。本文重点介绍碎屑锆石U-Pb年代学在最大沉积年龄分析、物源分析、构造演化分析三方面的应用和扩展,以及碎屑锆石研究中需要注意的再循环锆石、锆石Pb丢失、锆石的滞后时间、锆石生产力差异以及分析结果存在误差导致的年龄偏差的问题。     

阿尔金山南缘清水泉地区斜长角闪岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及其地质意义

阿尔金群为阿尔金构造带的古老变质基底,由于缺乏精确的同位素测年数据,对其形成时代尚存争议。运用LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年分析方法,对阿尔金山南缘清水泉地区阿尔金群中的斜长角闪岩进行了年代学测定,并初步探讨其地质意义。锆石CL图像具有多晶面面状结构,无岩浆锆石具有的震荡环带和核边结构,Th/U比值大多都较低(<0.1),显示变质锆石的特点。18个锆石颗粒的19个测点给出的207Pb/206Pb年龄介于(1786±16)～(1877±12)Ma之间,加权平均值为(1827±13)Ma(MSWD=4.4,1σ)。区域地质与同位素年代学新资料表明,阿尔金山南缘清水泉地区在古元古代晚期存在一期构造-热事件,本期事件与吕梁运动的时限相吻合,在全球尺度上可能是古元古代哥伦比亚超大陆汇聚-裂解事件在该地区的响应,也证明阿尔金山存在新太古代—古元古代的变质基底,并且为探讨阿尔金构造带前寒武纪构造-热事件和演化历史提供了新证据。