北祁连山清水沟蓝片岩带中含硬柱石蓝片岩和榴辉岩的岩石学、40Ar/39Ar年代学及其意义

本文在北祁连造山带清水沟高级蓝片岩中发现了硬柱石,硬柱石作为包体出现在石英颗粒中,颗粒细小(9.5～4 μm),无自形晶.在与其伴随的榴辉岩中也发现了硬柱石包体.利用矿物内部一致性热力学数据和Domino/Theriak软件计算了清水沟含硬柱石榴辉岩、百经寺白石崖绿帘石蓝片岩、清水沟绿帘石蓝片岩和阿柔煤矿含硬柱石蓝片岩的温压条件分别是:495～519℃,2.24～2.39 GPa; 530～600℃,1.35～2.15 GPa; 520～545℃,2.20～2.35 GPa; 544～576℃,1.92～2.08 GPa.反映清水沟高级蓝片岩带经历了硬柱石蓝片岩相到绿帘石蓝片岩相的变质转化,与含硬柱石榴辉岩的温压条件相似,代表了古祁连山洋向北俯冲发生高压低温变质作用的产物.40 Ar/39 Ar同位素年代学研究表明,绿帘石蓝片岩的变质年龄分别为447±1.7～447±5 Ma和453±2～454±2Ma;低温榴辉岩中蓝闪石得到的蓝片岩相退变年龄为392±12～400±3 Ma.综合以上岩石学、地球化学和同位素年代分析等资料,进一步探讨了北祁连造山带早古生代大地构造演化过程.     

北祁连山硬柱石蓝片岩p-T条件相平衡计算及其岩石学意义

北祁连硬柱石蓝片岩主要分布在甘肃省肃南县九个泉一带,是目前中国唯一报道的、确切地含有硬柱石的蓝片岩。文中在详细的岩石学和矿物学研究基础上,根据矿物共生组合的不同,将北祁连低温蓝片岩进一步划分为绿纤石蓝片岩、硬柱石蓝片岩和绿帘石蓝片岩。绿纤石蓝片岩的特征变质矿物组合为蓝闪石(>40%)+绿纤石(30%)+绿泥石(10%)+钠长石(8%)+石英(5%)+硬柱石(<3%)±方解石/文石(<1%)。硬柱石蓝片岩的矿物组合为蓝闪石(35%~40%)+硬柱石(35%~40%)+绿泥石(10%)+钠长石(10%)+石榴石(1%~2%)+黝帘石/斜黝帘石(<2%)+石英(<1%),副矿物有磷灰石和榍石,总含量小于2%。绿帘石蓝片岩的矿物组合为蓝闪石(30%~35%)+黝帘石/斜黝帘石/绿帘石(~30%)+绿泥石(15%)+钠长石(15%)+石榴石(2%)+石英(<2%),副矿物有金红石、磷灰石和磁铁矿,总含量小于2%。利用矿物内部一致性热力学数据和Domino/Theriak软件计算了这三种类型的蓝片岩形成的峰期温压条件,它们分别是绿纤石蓝片岩为320~350℃,0.75~0.85GPa;硬柱石蓝片岩为335~355℃,0.8~0.95GPa;绿帘石蓝片岩为345~375℃;0.75~0.85GPa。北祁连低温蓝片岩带由硬柱石蓝片岩相到绿帘石蓝片岩相的转化代表了俯冲变质过程中的递进变质过程。     

藏北羌塘中部绒玛地区蓝片岩岩石学、矿物学和40Ar/39Ar年代学

藏北羌塘中部沿龙木错-双湖-线出露一条低温高压变质带,目前已有多处蓝片岩的报道.然而,除冈玛错地区产有典型的蓝闪石外,多数地区并没有典型蓝闪石的报道.绒玛蓝片岩位于羌塘中部高压变质带的中段,是该带中规模最大、保存最好的蓝片岩,对蓝片岩进行了详细的岩石学和矿物学研究,钠质角闪石主要为蓝闪石、青铝闪石、钠闪石和镁钠闪石.对蓝片岩中蓝闪石和多硅白云母进行了40Ar/39Ar定年,获得了227.3±3.8Ma和215±1.5Ma的坪年龄,分别代表蓝片岩快速俯冲消减和俯冲作用结束开始折返抬升的时代.绒玛蓝片岩岩石学、矿物学和40Ar/39Ar年代学研究为羌塘中部高压变质带的研究提供了新的资料.     

西藏羌塘中部才多茶卡蓝闪石40Ar/39Ar年代学及地质意义

本文报道了藏北羌塘中部才多茶卡地区晚三叠世蓝闪石片岩及蓝闪石矿物的新发现及地质意义。通过对才多茶卡构造混杂岩地质剖面的实测,在剖面第6层灰绿色变基性火山岩(绿片岩)中新发现以产蓝闪石类矿物为特征的中—高压变质岩系——蓝闪石片岩。对蓝闪石片岩的岩石学和矿物学特征进行了详细室内研究。从蓝闪石片岩中挑选出蓝闪石单矿物进行了40Ar/39Ar同位素年龄测定,结果表明,蓝闪石单矿物的坪年龄值为209±4Ma,等时线年龄值为216±4Ma,坪年龄与等时线年龄基本一致,属于晚三叠世诺利期,这与区域上羌塘中部发育的红脊山—双湖蓝闪石片岩的中—高压变质事件相吻合。由于蓝闪石类矿物的产出具有特殊的构造机制和地质意义,因此双湖以东的才多茶卡地区蓝闪石片岩的新发现及蓝闪石矿物的40Ar/39Ar同位素年代学研究进一步补充和丰富了青藏高原腹地羌塘中部龙木错-双湖构造混杂岩带的物质组成和同位素年代学信息,同时也为解决羌塘地区"龙木错-双湖构造混杂岩带是否向东延伸"等重大基础性地质问题,提供了新的重要资料。研究资料表明,羌塘中部自西向东从冈玛错、红脊山、绒马,经嘎尔错到才多茶卡地区,沿构造线方向断续分布的长达600km的含蓝闪石片岩的中—高压变质岩系,都是龙木错-双湖构造混杂岩带印支期构造活动事件的产物。     

北阿尔金HP/LT蓝片岩和榴辉岩的Ar-Ar年代学及其区域构造意义

在北阿尔金的红柳泉一带,新识别出蓝片岩和榴辉岩的出露。它们与泥质片岩、钙质片岩和石英片岩等一起构成HP/LT变质带,与相邻的蛇绿混杂岩呈断层接触。根据估算的温度和压力显示榴辉岩形成的峰期温压条件为T=430～540℃,P=2.0～2.3GPa。分别对榴辉岩和蓝片岩中的多硅白云母和钠云母进行39Ar-40Ar年代学测定,获得榴辉岩中多硅白云母的坪年龄为(512±3)Ma,等时线年龄为(513±5)Ma;蓝片岩中钠云母的坪年龄为(491±3)Ma,等时线年龄为(497±10)Ma。这些年龄资料显示北阿尔金HP/LT变质带形成时代可能早于北祁连HP/LT变质带,反映了北阿尔金—北祁连早古生代洋壳俯冲存在穿时性。     

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩40Ar-39Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230~244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。     

黑龙江省鸡西盆地基性岩40Ar/39Ar同位素定年及其地质意义

黑龙江省鸡西盆地张新地区辉绿玢岩呈岩床状侵入晚中生代城子河组地层中;辉绿玢岩较纯净,无捕虏体,呈斑状结构,斑晶由普通辉石、斜长石组成,斑晶体积分数为35%～40%;基质由微晶斜长石、辉石、磁铁矿及玻璃质组成。辉绿玢岩⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素定年结果表明,其等时线年龄与坪年龄在误差范围内较为接近,该辉绿玢岩的形成时代介于96～101 Ma,即形成于早白垩世晚期-晚白垩世早期的Albian-Cenomanian阶。结合区域上该期岩浆事件的特点,暗示早白垩世晚期-晚白垩世时期鸡西盆地处于古太平洋板块(Izanagi-Kula 板块 )向东亚大陆边缘斜向俯冲背景之下的弧后伸展环境。     

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩~（40）Ar-~（39）Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230～244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。     

新疆西南天山哈布腾苏河高压-超高压变质带中榴辉岩和蓝片岩的岩石学及变质演化

对西南天山哈布腾苏河一带出露的典型榴辉岩和蓝片岩进行了详细的岩相学、矿物化学和温压条件综合研究。榴辉岩可分为蓝闪石榴辉岩、钠云母榴辉岩、绿帘石榴辉岩和蓝闪石榴角闪岩(退变榴辉岩)4类,蓝片岩可分为含蓝闪石石榴白云母钠长片岩、石榴白云母蓝闪片岩和石榴白云母蓝闪石英片岩3类。新鲜榴辉岩主要矿物组合为石榴石+绿辉石+钠云母+绿帘石,退变榴辉岩则为石榴石+蓝闪石+角闪石;蓝片岩主要矿物组合为石榴石+蓝闪石+多硅白云母+钠云母+钠长石+石英。榴辉岩和蓝片岩中石榴石变斑晶均保存进变质生长环带,从核部到边部XMn和XFe降低,XMg和XCa升高,指示了升温进变质的演化过程。根据榴辉岩矿物共生组合、石榴石内部包体组合分布特征及传统地质温压计估算结果,确定榴辉岩经历了4阶段的变质演化:早期硬柱石蓝片岩相进变质阶段、峰期榴辉岩相变质阶段(t=543～579℃,p=1.5～1.6 GPa)、峰后绿帘蓝片岩相退变质阶段(t=～450℃,p1.0GPa)和晚期蓝闪绿片岩相退变质阶段(t400℃,p0.5 GPa)。利用p-T视剖面图计算的榴辉岩、蓝片岩峰期变质温压条件与传统地质温压计估算结果十分相近,其中榴辉岩的峰期变质条件t=520～550℃,p=1.7～1.9 GPa;蓝片岩峰期变质条件t=520～620℃,p=1.7～2.3 GPa。本文估算的榴辉岩峰期变质压力条件与前人根据柯石英的发现而认为研究区部分榴辉岩及其围岩曾经历超高压变质作用的认识明显相悖,原因可能如下:①后期退变质作用引起研究区榴辉岩全岩成分、矿物化学成分的调整,在采用Grt-Cpx-Phe温压计和以全岩成分为基础的相平衡模拟方法估算峰期温压条件时受到影响,从而使估算峰期压力条件普遍偏低;②西南天山的榴辉岩可能并非全都经历了超高压变质作用,高压、超高压榴辉岩可能分别代表了不同变基性岩块在不同俯冲深度变质的产物。     

望天鹅火山喷发时限的激光40Ar/39Ar年代学

在中国东北地区,望天鹅火山的覆盖范围仅次于长白山,前人测得的K-Ar年龄主要集中在2～3Ma,但其精确的啧发年代一直没有很好的限定.这是因为第四纪以来的火山岩40 Ar/39 Ar定年与较老的地质样品有显著的不同,测试过程中极其微小的偏差会呈指数方式放大,带来测年结果的极大误差,难以严格限定火山喷发的年代.本文选用的激...     

准噶尔盆地周边硅质岩激光40Ar/39Ar法定年

由于较低的钾元素含量以及过剩氩的存在,长期以来对硅质岩的40Ar/39Ar定年一直存在较大难度。近年来,由于仪器水平的不断提高,新实验技术和方法的应用,特别是激光全熔40Ar/39Ar定年技术的应用,40Ar/39Ar定年方法具有了足够高的测试精度和稳定的低本底水平,可以满足测试极低钾元素含量的硅质岩样品的要求。利用多组矿物颗粒测试数据计算等时线年龄的方法可以很好地去除过剩氩对硅质岩年龄的影响。本文利用激光全熔40Ar/39Ar定年方法对新疆准噶尔盆地边缘的两个硅质岩样品进行了定年研究。采自白碱滩地区的08BJT-3样品的年龄测试结果为294±14Ma,该年龄结果与硅质岩样品所处的晚石炭世地层沉积年代基本一致。采自卡拉麦里地区的KML-2样品的年龄测试结果为266±14Ma,该年龄结果与强烈变形改造硅质岩样品的卡拉麦里构造变形带活动年代十分一致,表明激光全熔40Ar/39Ar定年方法可以准确地对硅质岩进行定年。     

40Ar/39Ar studies of deep-sea igneous rocks

An attempt to date deep-sea igneous rocks reliably was made using the ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating technique. It was determined that the ⁴⁰Ar/³⁹Ar incremental release technique could not be used to eliminate the effects of excess radiogenic ⁴⁰Ar in deep-sea basalts. Excess ⁴⁰Ar is released throughout the extraction temperature range and cannot be distinguished from ⁴⁰Ar generated by $\text{in situ}$⁴⁰K decay. The problem of the reduction of K-Ar dates associated with sea water alteration of deep-sea igneous rocks could not be resolved using the ⁴⁰Ar/³⁹Ar technique. Irradiation induced ³⁹Ar loss and/or redistribution in fine-grained and altered igneous rocks results in age spectra that are artifacts of the experimental procedure and only partly reflect the geologic history of the sample. Therefore, caution must be used in attributing significance to age spectra of fine grained and altered deep-sea igneous rocks. Effects of ³⁹Ar recoil are not important for either medium-grained (or coarser) deep-sea rocks or glasses because only a small fraction of the ³⁹Ar recoils to channels of easy diffusion, such as intergranular boundaries or cracks, during the irradiation.     

Interpretation of discordant 40Ar/39Ar age-spectra of mesozoic tholeiites from antarctica

Conventional K-Ar ages of tholeiitic basalts of the Ferrar Group in the central Transantarctic Mountains indicate significant loss of radiogenic ⁴⁰Ar from this unit over much of its outcrop area. Argon loss varies inversely with amount of devitrified matrix in the basalts, which have not been thermally or tectonically disturbed since extrusion. ⁴⁰Ar/¹⁹Ar age-spectra of these tholeiites are generally discordant and indicate significant inhomogeneity in the distribution of radiogenic ⁴⁰Ar with respect to ³⁹Ar, but are distinctly different from release patterns of thermally disturbed samples. Amounts of argon redistribution vary directly with amounts of devitrification and are reflected in progressive modification of the age spectra. A model of redistribution of radiogenic ⁴⁰Ar by devitrification of originally glassy matrix is suggested that is consistent with disturbance of the conventional K-Ar systematics as well as the ⁴⁰Ar/³⁹Ar age-spectra. Samples with substantial redistribution but minor loss of radiogenic argon yield age spectra whose apparent ages decrease from low-temperature to high-temperature steps, similar to those reported for some lunar basalts, breccias, and soils. Modification of all the age spectra is attributed to redistribution of radiogenic ⁴⁰Ar during progressive devitrification, although ³⁹Ar-recoil effects suggested by Turner and Cadogan (1974) may be a factor in some cases. Where devitrification involves most potassium sites within the basalt, ⁴⁰Ar/³⁹Ar age-plateaux may be formed that have no geologic significance.     

流体包裹体40Ar/39Ar定年技术与应用

同位素地质年代学的各种定年方法都有其特定的测定对象（矿物或全岩）和适用范围,致使许多金属矿床难以进行年龄测定.为解决此难题,建立了流体包裹体40Ar/39Ar定年方法,经过30年的探索发展和不断改进完善,已广泛应用于热液矿床、变质岩和石英脉的形成年龄测定,甚至成功应用于松辽盆地深层天然气成藏年龄研究.在详细介绍流体包裹体提取技术和气体纯化技术的基础上,着重总结我们团队运用流体包裹体40Ar/39Ar定年技术在热液矿床和天然气藏形成年龄研究方面取得的重要成果,以及气体混合线的概念及其年龄意义.      

40Ar/39Ar age of adularia from veins of the Tokur gold deposit, the Mongolian-Okhotsk Orogenic Belt, Russia

The ⁴⁰Ar/³⁹Ar age of the productive stage of the ore-forming hydrothermal process at the large Tokur gold deposit is 122.4 ± 2.0 Ma. This estimate suggests a paragenetic relationship of this deposit with the nearly exposed Karaurak subvolcanic trachyrhyodacite intrusion, the U—Pb zircon age of which was previously estimated at 120 ± 5 Ma. The age of mineralization at the Tokur deposit is close to the time of formation of some other deposits in the Russian Far East localized in various structural units.     

~(40)Ar/~(39)Ar定年矿物绢云母的提纯研究

绢云母的~(40)Ar/~(39)Ar年龄是研究矿床形成年龄的重要手段,但是~(40)Ar/~(39)Ar定年矿物绢云母的提纯一直是一个难题。现有分离提纯方法得到的绢云母集合体中通常含有微斜长石,如本研究中常规磁选-重液法得到的微斜长石含量在0～28%,常规悬浮液法得到的微斜长石含量在3%～45%。当绢云母集合体中的微斜长石含量超过10%时,会直接影响测年的准确性。为探索一种有效的绢云母提纯方法,本文首先考察了常规磁选-重液法和常规悬浮液法的提纯效果,实验结果表明两种方法得到的绢云母纯度均不高,而且常规悬浮液法的粒度有时很细,不能满足定年要求。进而采用超声波解离-悬浮液法对磁选-重液法得到的含微斜长石的绢云母集合体进行了条件实验,绢云母的纯度从28%提高到77%,微斜长石相对于绢云母的含量从12.5%降为0。绢云母的粒度大于1μm的占比在95%以上,最小粒度大于0.356μm,大于~(39)Ar核反冲丢失的理论估算值0.08μm,该粒度下的绢云母在接受中子照射过程中不会引起明显的核反冲丢失,对中高温阶段的~(40)Ar/~(39)Ar年龄影响不大。研究认为,对于采用磁选-重液法得到的绢云母集合体,当其中的微斜长石含量大于10%时,可以采用超声波解离-悬浮液法进一步富集绢云母,降低微斜长石的含量,保证测年的准确性。     

年轻火山岩的定年:进展与问题

年轻火山岩定年对人类的起源与进化、地质年表建立、古环境演化、火山灾害、岩浆演化及地球动力学等研究非常重要。由于年轻样品放射性成因子体积累较少、大气氩含量高,微量的过剩氩极难识别,使得年轻火山岩及其沉积地层高精度定年一直是地质年代学中最具挑战性的课题之一。过去几年,年轻火山岩定年在技术上的进展主要体现在定年精度和准确度不断提升,尤其是利用新型多接收稀有气体质谱对单颗粒样品进行逐步升温~(40)Ar/~(39)Ar定年,是方法学上最重要的进展之一。本文总结了年轻火山岩~(40)Ar/~(39)Ar定年的现状、影响因素和相关定年技术及应用,以引起大家的关注和思考,共同提高我国年轻火山岩定年的技术水平。利用新型多接收质谱和创新的实验方法,通过对全球重要火山喷发事件和年轻国际标准样的研究,广泛开展实验室间的对比是提高国内~(40)Ar/~(39)Ar年代学水平并在年轻火山岩定年中取得突破的重要途径,也是当前~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究的重要方向。