我国K-Ar法标准样40Ar-40K和40Ar-39Ar年龄测定及放射成因40Ar的析出特征

同位素地质年龄标准样的建立,是一项重要的基础工作,它在检查和比较各种实验流程,衡量各种定年方法的可信度,标定同位素稀释剂等方面,都是必不可少的。从1977年初开始,我国同位素地质标准样小组着手建立K-Ar法标准样。为了外检,笔者曾将ZBH-25黑云母、ZBJ角闪石带到澳大利亚国立大学地球科学院进行测定。这两个样品的K-Ar稀释法年龄、⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄及⁴⁰Ar/³⁹Ar等时年龄的一致性表明,这些矿物结晶以后,未受过热的挠动,也不存在过剩氩,是作标准样的理想样品。本文还介绍样品中放射成因⁴⁰Ar的析出特征,并指出⁴⁰Ar可能有两种存在状态,它们各具不同的晶格能。     

根据40Ar/39Ar年龄谱探讨陨石冲击事件的分期

⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄谱是研究陨石冲击事件的重要资料。根据对55块陨石⁴⁰Ar/³⁹Ar冲击年龄和陨石暴露年龄的分析,发现陨石的冲击年龄与陨石类型之间存在对应关系。据此,将陨石冲击事件划分为九期。其中3900-4000Ma、470-540Ma和小于65Ma是陨石母体的三个重要演化阶段。阶段Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ(冲击年龄大于30亿年)主要涉及高钙型无球粒陨石。所有球粒陨石的冲击年龄均小于30亿年。陨石暴露年龄因类型而异,铁陨石最大,石铁陨石次之,石陨石最小。     

应用40Ar—39Ar定年技术研究某些火山岩及陨石样品的受热历史

常规的K-Ar法是基于⁴⁰K通过K-层电子捕获衰变成⁴⁰Ar^*这一机理,应用衰变定律而定年的。它具有测定对象广、测定年龄范围大等优点,是同位素地质定年的主要方法之一。但是,由于⁴⁰Ar^*是气体,当岩石、矿物形成以后受到搅动时(如岩浆的侵入、构造活动、宇宙物质的冲击等),⁴⁰Ar^*容易丢失,使年龄值偏低。1962年由Sigurgeirsson提出的,后经Merrihue、Turner等人逐步完善的⁴⁰Ar-³⁹Ar快中子活化定年技术,很好地克服了K-Ar法的局限性。⁴⁰Ar-³⁹Ar定年分为两种:一是全熔融法(total fusion),样品被快中子照射后一次加热熔融,然后计算年龄,此值与常规K-Ar法结果相当;另一种是阶段加热法(step-heating),被照射的样品从低温到高温被逐步加热,分别计算各温度阶段的⁴⁰Ar/³⁹Ar视年龄,并进而得到一条年龄谱和一个坪年龄(plateau age)。后一种方法对研究地质体是否受过热的挠动、岩石矿物的早期结晶年代、后期热挠动次数、热挠动年代、岩石矿物对氢的保存性、过剩氩的存在状态等具有独特作用,它开辟了同位素地质年代学的一个新领域。本文将着重介绍应用⁴⁰Ar-³⁹Ar阶段加热技术研究地球物质及陨石受热历史的某些成果。     

吉林陨石原始捕获的40Ar/36Ar比值及其地质意义

地球大气圈中⁴⁰Ar/³⁶Ar的现代比值被公认为295.5,在利用K-Ar法测定地球物质年龄时,它是校正大气氩混染量的重要参数。陨石中原始捕获(trapped)的(⁴⁰Ar/³⁶Ar)_t比值是否和地球大气圈中氩同位素丰度相一致,这个问题不但在地质年龄测定中具有现实意义,而且对探索太阳系的形成和演化也有重要理论价值。近十几年,随着质谱分析技术的提高以及登月计划的实施,国外出现了一批有关月岩中氩同位素原始组分的资料,但至今对陨石中原始氩同位素丰度的报道很少。笔者采用⁴⁰Ar/³⁹Ar快中子活化技术和约克方程^[3,4],对吉林陨石雨2号标本进行了原始捕获的(⁴⁰Ar/³⁶Ar)_t比值进行了测定,并探讨了它的地质意义。     

辽宁阜新排山楼金矿的40Ar/39Ar成矿年龄

排山楼大型金矿床产于辽西高级变质太古宙花岗岩-绿岩带中,受绿岩中、上部层位的基性-中酸性火山岩系和东西向韧性剪切带控制。容矿岩石主要是变质安山质-英安质火山岩类。为解决主矿体的形成时代,选取含金石英细脉浸染状矿石中的石英测定了⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄为2105.2±10.4Ma。谱线特征为马鞍型,其底坪年龄为石英的结晶年龄。由此提出排山楼金矿的成因主要与吕梁期的东西向韧性剪切带有关。     

据40Ar/39Ar快中子年龄新资料讨论震旦系底界年龄

作者对相当于晋宁运动岩浆活动产物的湖北峡东黄陵岩体和江西九岭岩体分别进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar快中子定年。对采自宜昌莲沱地区的黑云母斜长花岗岩体和黄陵庙黑云母花岗闪长岩体的样品测得两条年龄谱,HH-01黑云母的高温坪年龄为893.7±6.7Ma,HH-05角闪石坪年龄为886.4±4.6Ma。对采自江西宜丰黄岗口的九岭岩体中黑云母测得的高温坪年龄为937.1±6.4Ma。从上述三个年龄值,并综合以前测定的晋宁期侵入体的年龄值以及不整合面上覆盖层和基底最上部沉积层的一些年龄值认为,以900Ma作为震旦系底界年龄是合适的。     

甘肃花牛山东钾长花岗岩40Ar/39Ar同位素年龄及其地质意义

对甘肃花牛山东复式花岗岩体中钾长花岗岩的钾长石进行了详细的⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄测定,11个加热阶段所获数据构成-条相关关系非常好的直线,其对应的等时线年龄为194.25±1.96 Ma(2σ).⁴⁰Ar/³⁶Ar初始值为288.87±2.17(2σ),接近于尼尔值(295.5).鉴于该岩体形成之后未受到明显的构造-岩浆活动或其它热事件的影响,因此,194 Ma代表了钾长花岗岩钾长石的形成时代.花牛山东钾长花岗岩是燕山早期构造-岩浆活动的产物.由此推断,花牛山地区构造-岩浆活动时间不是印支期,更不是海西期,而是中生代燕山早期.     

西昆仑库地韧性剪切带的40Ar/39Ar年龄

西昆仑库地以南有一套变质变形较强的岩系,前人依照区域对比关系将其划为前寒武的古老基底。对西昆仑早期构造演化的论述均基于该观点,但没有提供确凿的同位素年代学证据。笔者通过野外观察、室内研究,确认库地以南的变质变形岩系是大型韧性推覆剪切作用的产物。通过对新生变质矿物角闪石和黑云母单矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄分析,确定剪切变质年龄为426-451Ma,说明库地的变质变形岩系是形成于早古生代晚期的一条大型韧性剪切带,这对于解释西昆仑的早期构造演化具有重要意义。     

河北张－宣金矿区含金石英脉40Ar/39Ar年龄

为解决张-宣地区含金石英脉形成的时代,对区内5个典型金矿脉测定了⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄,分别为:1362.0±24.8Ma,963.7±22.3Ma,579.6±8.5Ma,570.8±24.2Ma,167.9±1.2Ma.谱线特征均为马鞍形,最低视年龄为石英的结晶年龄。依次相当于晋宁运动中期,晋宁运动晚期,蓟县运动晚期和燕山运动中期。     

长乐—南澳断裂带变形火成岩的U-Pb和40Ar/39Ar年龄

长乐—南澳断裂带中同构造变形的花岗闪长岩主岩和闪长岩包体的锆石UPb法和角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar法定年结果分别为～130Ma和～95Ma。锆石UPb年龄代表了变形花岗质岩石的形成年龄,也表明长乐—南澳断裂带至少在此时已经开始活动。角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄不能代表长乐—南澳断裂带的活动年龄,它记录的是与大规模、未变形的早白垩世晚期(相当于石帽山群)火成活动相关的热变质事件的时间。     

用84Sr作稀释剂时样品中87Sr/86Sr比值的计算

用Rb-Sr法测定地质年龄,对地质样品中的锶往往要进行两种同位素分析:非稀释分析以测定⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值;稀释分析以测定样品中⁸⁶Sr的含量。随着稀释剂⁸⁴Sr丰度的提高,Wasserburg et al.(1964),Van schmus(1965),Wetherill与Bickford(1965)采用了以一代二的办法——用稀释分析既测定含量又测⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值。由于稀释剂中⁸⁴Sr高度富集,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr受到的影响小,在当时的技术条件下,这些作者没有对一些数据处理进行讨论。但随着计算技术的应用,大大提高了测量精度,稀释剂对⁸⁷Sr/⁸⁷Sr的影响则必须加以考虑。     

辽东半岛岩石绝对年龄研究初步结果

本文根据83个氩法数据和9个铅法数据确定鞍山群和辽河群的变质时期分别为2400和1900百万年。辽东半岛东南端在燕山期构造岩浆作用影响下变质岩系呈现强烈地退变质现象。年龄数据还证实在半岛中部发育有从古生代晚期到中生代早期的岩浆岩。     

西藏马攸木金矿区黑云母的40Ar/39Ar法定年

对西藏马攸木地区安山岩中黑云母样品进行40Ar/39Ar快中子活化法测年,其坪年龄为34.16 Ma±0.12 Ma,等时年龄为33.54 Ma±0.05 Ma,坪年龄代表黑云母的结晶年龄.测试结果表明,冈底斯-雅鲁藏布江成矿带西段可能存在喜马拉雅中期的岩浆喷发作用,且喜马拉雅中期可能对本区金矿的形成提供了热源和部分物质来源.     

澄江动物群产出层位^40Ar—^39Ar年龄谱

澄江动物群,产于云南下寒武统筇竹寺组玉案山段黄绿色粉砂质页岩中,大部分风化较强,给同位素年龄测定带来困难.笔者应用40Ar/39Ar快中子活化法,测得澄江地区大坡头剖面玉案山段下部伊利石40Ar-39Ar年龄为559.22±0.77Ma;晋宁地区昆阳磷矿剖面玉案山段下部伊利石40Ar-39Ar年龄为559.63±0.98Ma.该年龄代表澄江动物群的下限同位素年龄值.     

南天山蛇绿混杂岩和中天山南缘糜棱岩的40Ar/39Ar年龄及其大地构造意义

⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄测定,获得南天山蛇绿混杂岩基质黑云母石英片岩单矿物黑云母的两个坪年龄分别为(370.0±4.8)Ma和(259.0±3.3)Ma;中天山南缘长英质糜棱岩单矿物黑云母的坪年龄为(250.5±7.9)Ma,二云母花岗岩单矿物白云母的坪年龄为(348.9±0.3)Ma。结合南天山古生代沉积特征和塔里木及伊犁-哈萨克斯坦板块古地磁数据的综合分析,提出南天山晚泥盆世至石炭纪早期完成向伊犁-哈萨克斯坦板块的B型俯冲,中-晚二叠世进行陆内A型俯冲造山的板块碰撞演化模式。     

关于华东志留、泥盆纪含鱼层时代的商榷

华东地区在古生代主要有两个含鱼层位:一为泥盆系上部的五通群,含胴甲鱼、总鳍鱼以及植物化石,其时代经长期争论渐趋统一,改变了以往根据植物化石划入早石炭世的看法;另一是志留系上部(?)地层,即江苏的茅山群和浙江的唐家坞群,所含化石除胴甲鱼外,还有属于无颌类的异甲鱼和最近划入硬骨鱼纲的棘鱼类以及一些无脊椎动物化石。     

迁安紫苏花岗岩的~(40)Ar/~(39)Ar年龄谱

对采自河北省迁安县水厂地区的紫苏花岗岩中的黑云母和紫苏辉石进行了~(40)Ar/~(39)Ar年龄测定,分别给出了18.7亿年和19.6亿年的~(40)Ar保存年龄。这两种矿物的年龄谱的视年龄的梯度变化表明,紫苏花岗岩形成后是缓慢冷却的。3.9亿年左右的一次热事件,造成了放射成因~(40)Ar的丢失。根据热历史和封闭温度的研究,从27亿年(侵入到该区紫花岗岩中的花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄)到19.6亿年,紫苏花岗岩岩体的抬升速率为6.5m/Ma,但从19.6亿年到18.7亿年,其抬升速率高达111m/Ma,具有明显的构造抬升作用。