榍石LA-ICP-MS U-Pb定年中元素分馏的影响及校正研究

同位素地质年代学是探索地质体时空演化及地球动力学等问题的基础学科,应用最为广泛的当属含铀副矿物的U-Pb定年技术。榍石具有相对较低的U-Pb体系封闭温度,并广泛发育于岩浆岩、各类变质岩、热液成因岩石以及少量沉积岩中,是一种理想的中高温地质事件定年矿物。利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定榍石U-Pb年龄时,不可避免地要解决高普通铅以及元素分馏效应对测试的影响。本文对榍石LA-ICP-MS实验过程中的元素分馏行为进行研究,采用相同基体的标准样品与未知样品对比,发现了榍石不同颗粒之间元素分馏行为不一致的现象;同时采用不同的元素分馏校正方法,分别应用于锆石、独居石和榍石进行对比研究,认为分馏行为一致的副矿物定年可以采用"指数法"和"均值法"对数据进行校正,但是对于榍石这种分馏行为不一致的副矿物,定年时只有采用"截距法"对数据进行校正才可以获得正确的年龄。进而将此结论应用于秦岭造山带老牛山地区岩浆成因榍石样品,得到的结果与锆石年龄一致,表明"截距法"可以避免分馏行为不一致导致的校正不准确的问题。本研究成果为榍石LA-ICP-MS U-Pb定年方法的完善提供了一种思路。     

榍石LA-ICP-MS U-Pb定年技术研究

榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以~(206)Pb/~(238)U为例,采用基体归一化因子(F_(AVG))评估了锆石与榍石U-Pb定年标准的基体效应,结果显示榍石F_(AVG)几乎都大于1.20,而锆石F_(AVG)明显都小于1.20,表明锆石与榍石U-Pb定年标准存在显著的基体效应。以BLR-1榍石标准为外部校准标样,OLT1榍石获得的谐和年龄1014.9±4.8Ma(95%置信水平,n=23,MSWD=0.32)与SHRIMP谐和年龄1017.1±3.6Ma及ID-TIMS谐和年龄1014.6±1.3 Ma在误差范围内一致,同时获得~(206)Pb/~(238)U、~(207) Pb/~(235) U、~(207) Pb/~(206) Pb加权平均年龄在误差范围内与其谐和年龄一致;而以91500锆石为外部校准标样,OLT1榍石获得的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为891.3±9.5 Ma(n=23,MSWD=5.3),与ID-TIMS测得的谐和年龄相比偏低约12%。经~(207)Pb法校正后,TCB榍石获得的~(206)Pb/~(238) U加权平均年龄1015.6±6.2 Ma(n=16,MSWD=0.84)与ID-TIMS谐和年龄1018.1±1.7Ma在误差范围内一致。本研究表明,采用基体匹配的榍石标准为外部标样,利用LA-ICP-MS对榍石进行U-Pb定年也能获得与ID-TIMS相一致的年龄,精度(2RSE)小于2%。     

榍石LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及对结晶和封闭温度的指示

榍石富含U、Th,贫Pb,是U-Pb定年的理想矿物之一。本文采用激光剥蚀-高分辨等离子体质谱建立榍石U-Pb定年方法,采用25~30μm激光斑束,准确测定榍石U-Pb标准样品BLR-1（~1048Ma）、OLT-1（~1014Ma）和Pakistan（~21.4Ma）,以及年轻榍石样品（<100Ma）U-Pb年龄,提高了检测准确性和空间分辨率。综合对比共生锆石和榍石U-Pb年龄、榍石颗粒微量元素和U-Pb年龄环带及不同成分岩浆岩（SiO₂含量48.1%~77.0%）中岩浆榍石的结晶温度,结果表明：岩浆演化过程中,榍石具有宽泛的结晶温度（600~900℃,峰值~750℃）,主要集中于岩浆演化中晚期结晶,榍石U-Pb同位素封闭温度接近或略低于锆石,因此同一岩浆体系中锆石与榍石的年龄差异可能反映了该熔体较晚达到榍石饱和,而非熔体热演化历史或封闭温度信息。     

鄂西北碱性火山岩型铌矿床榍石矿物学及对铌富集机理的指示

位于南秦岭武当地区的天宝铌矿床是我国典型的碱性火山岩型铌矿床,但其岩浆成因、演化及成矿机理等方面的研究十分薄弱.天宝碱性火山岩主要分为粗面质岩石和碱性玄武岩两大类,两者在空间上紧密共生.在详细的岩(矿)相学及榍石显微结构研究的基础上,利用LA-ICP-MS分析技术对天宝粗面质火山岩中的榍石进行原位U-Pb定年,并利用E...     

大兴安岭南段前进场岩体锆石U-Pb年龄、地球化学及其地质意义

前进场岩体位于大兴安岭南段,主要岩石类型为黑云母二长花岗岩,是道伦达坝铜钨锡银矿床的赋矿围岩之一.本文对前进场岩体开展了岩石地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Lu-Hf同位素及矿物地球化学研究.锆石U-Pb定年结果表明前进场岩体形成于278～279 Ma,为早二叠世岩浆活动产物.岩石地球化学特征显示其S...     

湖南常宁新盟山英安玢岩岩石成因及其与矿化关系研究

通过对湖南省常宁市新盟山英安玢岩进行岩石地球化学、锆石U-Pb定年以及绿泥石矿物化学等综合研究,结合前人研究成果,探讨其岩石地球化学性质、形成时代、物质来源及其与成矿作用的关系.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,新盟山英安玢岩的n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄为152.9±1.2 Ma,属于晚侏罗...     

滇西梁河龙塘花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及其构造意义

为了查明出露于滇西梁河县的龙塘二长花岗岩体的形成时代和构造背景,对其进行了锫石LA-ICP-MS U-Pb定年和岩石地球化学研究.结果显示:该花岗岩的锆石具有清晰的生长振荡环带,其Th/U值为0.11 ～1.79,属于典型的岩浆成因锆石.锆石的15个测点206pb/238U加权平均年龄为(232.1±5.6) Ma (...     

大兴安岭中部柴河地区钾长花岗岩的成因及构造背景:岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学的制约

对大兴安岭中部柴河林场地区钾长花岗岩进行了系统的地球化学及锆石U-Pb同位素年代学研究,并对其岩石成因及构造意义进行讨论.研究结果表明,柴河林场地区钾长花岗岩中锆石具有典型的岩浆振荡生长环带和较高的Th/U比值(0.44 ～ 1.42),反映了岩浆成因特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为133±3Ma.岩石具有富硅、稀土元素含量较高、相对富集轻稀土元素亏损重稀土元素的特征,Eu负异常较为明显,稀土元素配分图解具有右斜“V”字型的特征,并相对富集高场强元素和大离子亲石元素.以上特征表明,柴河林场地区钾长花岗岩为铝质A型花岗岩,是地壳岩石部分熔融的产物,具有典型A1型(裂谷或板内)花岗岩的特征,代表了伸展的构造环境.     

华北-西伯利亚板块对接带早白垩纪的裂解: 来自西拉木伦断裂带中性岩墙群的锆石U-Pb年龄及地球化学证据

在内蒙古林西县西拉木伦断裂带内发育规模较大的中性岩墙群, 岩墙多呈NE3°~5°近直立侵入.对岩石进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和详细的岩石地球化学特征研究.锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为132.2±2.2Ma, 岩石侵位于早白垩世.岩石地球化学特征显示岩石具有高钾钙碱性系列-钾玄岩系列的过渡特征, 形成于板内拉张环境, 岩浆源区具有壳幔混源的特征, 是早期俯冲洋壳遭受幔源岩浆底侵作用的结果.岩墙的产状受左旋剪切机制控制, 该机制可能主要与太平洋板块相对亚洲板块的向北运动有关.      

西藏措勤惩香错地区林子宗群典中组火山岩锆石U-Pb年龄与岩石地球化学特征

对西藏措勤惩香错地区林子宗群典中组火山岩进行了岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试,2件样品（流纹岩、英安岩）LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为（65.58±0.33）Ma、（58.83±0.41）Ma,代表了该火山岩的形成年龄,时代为古新世。岩石地球化学特征显示为钙碱性,富集大离子亲石元素Rb、Th、Pb,亏损高场强元素Nb、Ta等,反映了弧火山岩的特征,说明该时期新特提斯洋仍处于俯冲消减阶段。     

青藏高原中部阿索蛇绿岩岩石学与同位素年龄

阿索蛇绿岩位于尼玛县阿索乡西南,大地构造上归属于狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿岩带中段。蛇绿岩以岩片形式混杂在晚侏罗世—早白垩世复理石中,岩石组合较齐全,由下至上为蛇纹岩、辉石岩、堆晶辉长岩、席状岩墙及火山熔岩,同时存在蛇绿岩上覆沉积岩系。辉长岩获得LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为117.5±0.5Ma,时代为早白垩世。狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿岩带中的蛇绿岩形成于晚三叠世—早白垩世,主要分布在219~178Ma、165~149Ma和117~114Ma三个年龄段,代表了大洋演化的扩张、俯冲、弧后拉张3个阶段。     

松辽盆地南部中生代火山岩: 锆石U-Pb年代学及其对基底性质的制约

为了确定松辽盆地南部中生代火山岩的形成时代, 本文对位于盆地南部7个钻遇中生代火山岩的岩芯样品进行了锆石LA~ICP-MSU-Pb定年.松辽盆地南部中生代含火山岩地层主要包括火石岭组和营城组, 其中火石岭组火山岩由玄武安山岩-粗安岩-粗面英安岩组成, 营城组火山岩由玄武质粗面安山岩-粗面安山岩-流纹岩组成.锆石阴极发光(CL)图像和Th/U比值显示, 所测锆石均具有岩浆成因的特点, 锆石的LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明, 松辽盆地南部中生代火山岩形成时代介于110b133Ma, 其中火石岭组火山岩形成于129-133Ma, 即早白垩世早期, 营城组火山岩形成于110~119/Via, 即早白垩世晚期.捕获锆石的定年结果显示, 本区基底中存在中晚侏罗世(155~169Ma)、印支期(218~236Ma)、海西期(254/Via、294Ma)、加里东期(413Ma)和前寒武纪(1823/Via和2542Ma)岩浆事件, 这与基底岩石中锆石U—Pb的定年结果相吻合.      

辽东半岛中生代花岗质岩浆作用的年代学格架

辽东半岛是我国东部中生代花岗质岩石较为发育的地区。传统观点认为,该区花岗岩以三叠-早中侏罗世（印支-早燕山期）为主。采用SHRIMP、TIMS和LA—ICPMS三种方法,对60余个样品中的锆石进行了U—Pb同位素年代学测定。根据这些资料,目前可以将该区中生代花岗质岩浆作用划分为3个阶段：三叠纪（233～212Ma）、侏罗纪（180～156Ma）和早白垩世（131～117Ma）。与以前认识不同的是,区内的花岗质岩石以早白垩世为主。对比华北地台其它地区中生代岩浆作用的年代学格架发现,三叠纪一侏罗纪花岗岩主要出现在华北东部,而早白垩世花岗岩在全区均较发育,这一分布特征为探讨华北中生代地质演化提供了重要信息。     

U-Pb ages and Hf isotope compositions of detrital zircons from the sandstone in the early cretaceous Wawukuang formation in the Jiaolai Basin,Shandong Province and its tectonic implicationsEI北大核心CSCD

LA-ICP-MS U-Pb dating and in situ Hf isotope analysis were carried out for the detrital zircons to constrain the depositional age and provenance of the Wawukuang Formation, which is believed as the earliest unit of the Laiyang Group in the Jiaolai Basin, and its implications. Most of these detrital zircons from the feldspar quartz sandstone in the Wawukuang Formation are magmatic in origin, which are euhedral-subhedral and display oscillatory zoning in CL images; whereas few Late Triassic detrital zircons are metamorphic in origin and structureless in CL images. U-Pb isotopic dating of 82 zircon grains yields age populations at ca. 129 Ma, 158 Ma, 224 Ma, 253 Ma, 461 Ma, 724 Ma, 1851 Ma and 2456 Ma. U-Pb dating and Hf isotopic results indicate that: 1) the Wawukuang Formation deposited during the Early Cretaceous (129-106 Ma); 2) the detrital zircons with the ages of 1851 Ma and 2456 Ma mainly sourced from the Precambrian basement rocks of the North China Craton; the Neoproterozoic (729-721 Ma) magmatic zircons and the Late Triassic (226-216 Ma) metamorphic zircons sourced from the Su-Lu terrane; The Late Paleozoic detrital zircons could source from the Late Paleozoic igneous rocks in the northern margin of the North China Craton; the Late Triassic (231-223 Ma) magmatic zircons and the 158-129 Ma zircons sourced from the coeval igneous rocks in the Jiaobei and Jiaodong; 3) the deposition age and provenance of the Jiaolai Basin are different from those of the Hefei Basin; 4) the recognition of clastic sediments from the Su-Lu terrane in the Wawukuang Formation suggests that the Su-Lu terrane was under denudation in the Early Cretaceous. ©, 2015, Science Press. All right reserved.     

甘肃敦煌水峡口地区前寒武纪岩石的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

敦煌杂岩位于塔里木克拉通的东部,探寻和研究其中的早前寒武纪地质体对于探讨敦煌地块早前寒武纪地壳的形成和演化及其构造归属等问题具有重要的意义.甘肃敦煌水峡口地区的敦煌杂岩主要由英云闪长质片麻岩、花岗闪长质片麻岩以及表壳岩石组成.利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法测得水峡口英云闪长片麻岩和花岗片麻岩原岩的形成年龄分别为2561±16Ma和2510±22Ma,确证了在敦煌杂岩中存在太古宙岩石.此外,还获得斜长角闪岩的变质年龄为1806±14Ma,推测其原岩岩浆可能来自古老岩石圈地幔的部分熔融.根据已有的资料提出在古元古代晚期(1.80 ～ 1.85Ga)敦煌杂岩经历了一期较广泛的变质作用.锆石Hf同位素显示～2.5Ga的岩石年龄在敦煌地块代表新太古代晚期重要地壳生长时期,而～1.8Ga的构造-热事件则是以古老地壳物质循环再造为主.这些资料显示敦煌地块和华北克拉通在早前寒武纪经历了类似的地壳形成和演化过程,且共同记录了全球性的Columbia碰撞造山事件信息.     

上海南部齐贤桥辉石闪长岩体的锆石U-Pb定年及其地质意义

齐贤桥辉石闪长岩体为小型岩株,侵位于上侏罗统和寒武系之中。本文采用LA-ICP-MS方法开展了岩体锆石u-Ph定年,并讨论了其地质意义。定年结果表明,岩体形成于早晚白垩世之交,侵位年龄在995±12MaM0056±057Ma。结合区域地质资料和已有年龄,将区内燕山晚期的岩浆侵八作用划分为三次,分别约1196～1201Ma、983～1127Ma和81～881Ma左右,以后两者为主。认为岩体为燕山晚期伸展拉伸构造体制下,主要受张堰南汇断裂带控制被动侵位形成。燕山晚期以来,上海地区的岩浆作用年代与江山绍兴断裂、温州镇海断裂带带间的浙东南地区具有很大相似性,可能指示该阶段浙东南和上海地区构造体制的致性。     

黄山-镜儿泉铜镍成矿带地层时代的厘定及其地质意义探讨

本文对东天山黄山-镜儿泉岩浆铜镍硫化物成矿带原来古生物地层学方法厘定的早石炭统干墩组和晚石炭统梧桐窝子组的碎屑锆石进行了激光等离子质谱(LA-ICP-MS)U-Pb年代学研究。干墩组碳质板岩、变质砂岩和变质长石石英砂岩中的碎屑锆石U-Pb年龄分别为301~491 Ma、307~426 Ma和313~461 Ma,最年轻锆石的加权平均值分别为307.1±3.7 Ma、310.4±2.2 Ma、315.0±10 Ma,表明干墩组最大沉积年龄为晚石炭世。而梧桐窝子组变质砂岩和变质凝灰岩的碎屑锆石年龄为384~448 Ma和393~448 Ma,最年轻锆石的加权平均值分别为386.5±5.8 Ma、394.6±4.5 Ma,确定其最大的沉积年龄为早—中泥盆世。这与近年来对侵位于这些地层的火成岩体的锆石U-Pb年龄一致,说明康古尔-雅满苏岛弧带至少从中泥盆世就开始发育。中—下泥盆统梧桐窝子组与上石炭统干墩组地层之间上泥盆统—下石炭统地层厚度约为10 km,说明侵位于这两套地层中的含铜镍硫化物镁铁-超镁铁岩体分别代表了岩浆通道系统的深部岩浆通道相和浅部岩浆房,整个岩浆通道系统的纵向规模大约为10 km。     

江西相山铀矿田如意亭剖面火山岩的年代学格架及其地质意义

江西相山铀矿田如意亭剖面最底部的熔结凝灰岩代表了相山火山-侵入活动的开始时间,本文首次报导了该熔结凝灰岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果,得出其形成年龄为137.3±0.9Ma,表明相山火山-侵入活动开始于早白垩世。此外,对如意亭剖面的两个流纹英安岩样品的锆石U-Pb定年结果分别是136.8±2.5Ma和136.4±1.5Ma,对采自如意亭剖面的流纹英安斑岩的锆石U-Pb定年结果是135.0±2.0Ma,对采自如意亭剖面的碎斑熔岩的定年结果是134.1±1.6Ma,这些定年结果结合前人已有的研究,得出相山火山-侵入杂岩的形成时代集中在135Ma左右（137~132Ma）,再次证实了相山火山-侵入活动始于早白垩世,是一次集中且短暂的火山-侵入活动。本文对如意亭剖面的定年结果证实相山地区打鼓顶组和鹅湖岭组的火山岩地层应属于早白垩世。然而赣杭构造带上原先所划分的打鼓顶组与鹅湖岭组火山岩形成的时间与武夷山北坡冷水坑盆地中火山岩系并不相同,因此,打鼓顶组与鹅湖岭组地层在区域上应予重新厘定。     

内蒙古西拉木伦河两岸志留-泥盆系碎屑锆石年龄及其构造意义

为了通过碎屑岩的物源对比讨论古亚洲洋的闭合过程,笔者选择西拉木伦河北侧林西双井子地区和南侧奈曼旗下石碑地区的志留纪地层进行碎屑岩锆石U-Pb年代学研究。北侧样品LX0831-11为粉砂质板岩,采于西拉木伦河北岸上志留统杏树洼组。碎屑锆石年龄分为三组:385~531Ma(N=52)、872~1097Ma(N=11)、1344~1901Ma(N=11),碎屑锆石的最小年龄限定地层沉积下限为中-晚泥盆世。南侧样品130417-06为石英岩屑砂岩,采于奈曼旗下石碑组顶部砂岩中。碎屑锆石年龄分为四组:370~523Ma(N=34)、884~1481Ma(N=21)、1573~1900Ma(N=6)、2369~2588Ma(N=8),碎屑锆石的最小年龄限定地层沉积下限为晚泥盆世。这两个分别来自西拉木伦河南、北两侧原志留纪样品,显示一致的志留-泥盆纪及晚元古代碎屑锆石年龄谱,表明两者从泥盆纪开始即具有相同的沉积物源;而代表兴蒙造山带的元古代碎屑锆石在奈曼旗地区的出现,说明泥盆纪以来兴蒙造山带的剥蚀物已到达华北板块北缘。因此,本次碎屑锆石年代学研究暗示华北板块与其北部松辽地块在中-晚泥盆世之前已经完成拼合过程,即此时两者间已不存在古亚洲洋。     

滇西腾冲地区勐连花岗岩体南段LA-ICP-MS 锆石U-Pb定年及其构造意义

高黎贡构造带属于冈底斯地块东缘,滇西高黎贡花岗岩是冈底斯构造活动重要的岩浆记录。对高黎贡构造带的勐连花岗岩体南段的蒲川花岗岩地球化学特征进行的研究表明,蒲川花岗岩主要属于钙碱性-高钾钙碱性花岗岩,并表现出较强的过铝质特点;稀土元素配分模式曲线均表现为向右陡倾的LREE富集模式,具较弱的Eu负异常;花岗岩具后碰撞的特征,形成于主碰撞之后地壳向后碰撞-陆内转换的构造环境。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,蒲川花岗岩形成于早白垩世（128.9Ma±2.4Ma）,年龄、地球化学特征与高黎贡构造带北部和中部一致,其形成可能是滇西怒江带碰撞作用的岩浆响应。