柴北缘锡铁山地体花岗质片麻岩退变质作用和40Ar/39Ar年代学研究及其地质意义

本文对柴达木盆地北缘锡铁山地区含榴辉岩透镜体花岗质片麻岩进行了系统的矿物学、相平衡模拟以及黑云母和石英⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究,旨在查明花岗质片麻岩在加里东超高压变质之后,折返过程中发生角闪岩-绿片岩相退变质作用的变质条件和变质年代。矿物学和相平衡模拟显示,发育变形石英细脉的黑云母花岗质片麻岩高角闪岩相变质矿物组合(M1)为黑云母+钾长石+斜长石+石英+金红石+矽线石+钛铁矿,对应变质条件为T>620℃,P>0.16GPa;低角闪岩相-绿片岩相变质矿物组合(M2)为黑云母+白云母+斜长石+微斜长石+石英+榍石±绿泥石,变质条件为T=390～420℃和P=0.10～0.19 GPa。花岗质片麻岩中黑云母激光阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar定年获得了一个上升的阶梯状表观年龄图谱,在中高温阶段则形成了一个平坦的表观年龄坪,坪年龄为353.9±1.8 Ma,对应的等时线年龄为356.7±5.6 Ma。变形石英脉样品真空击碎提取流体包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar...     

山西南部中条山古元古代花岗质片麻岩 白云母40Ar/39Ar测年及其地质意义

中条山前寒武纪岩石是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化的重要窗口之一,该区的前寒武纪岩系主要由涑水杂岩、绛县群、中条群、担山石群,以及西阳河群和汝阳群组成.本文以中条山地区涑水杂岩中古元古代花岗质片麻岩为研究对象,挑选其中的变形变质白云母进行激光40Ar/39Ar和常规40Ar/39Ar测年分析.激光40Ar/39Ar法获得的白云母等时年龄1830Ma±20Ma为白云母氩封闭温度年龄的最小估计,常规40Ar/39Ar法给出的白云母坪年龄1852Ma±11Ma为白云母氩封闭温度年龄的最佳估计.白云母1852Ma± 11Ma与先前获得的独居石电子探针U-Th-Pb主峰值年龄相近,并且与华北克拉通中部带的变质年龄一致,表明中条山地区涑水杂岩中古元古代花岗质片麻岩记录了古元古代晚期的一次变质作用事件.这一事件与华北克拉通中部怀安-吕梁-恒山-五台-赞皇等地的变质变形作用同时发生,揭示华北克拉通东、西部陆块沿中部带的碰撞拼合应发生在古元古代晚期,而非新太古代.     

山西南部中条山古元古代花岗质片麻岩白云母40Ar/39Ar测年及其地质意义

中条山前寒武纪岩石是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化的重要窗口之一,该区的前寒武纪岩系主要由涑水杂岩、绛县群、中条群、担山石群,以及西阳河群和汝阳群组成。本文以中条山地区涑水杂岩中古元古代花岗质片麻岩为研究对象,挑选其中的变形变质白云母进行激光40Ar/39Ar和常规40Ar/39Ar测年分析。激光40Ar/39Ar法获得的白云母等时年龄1830Ma± 20Ma为白云母氩封闭温度年龄的最小估计,常规40Ar/39Ar法给出的白云母坪年龄1852Ma±11Ma为白云母氩封闭温度年龄的最佳估计。白云母1852Ma±11Ma与先前获得的独居石电子探针U-Th-Pb主峰值年龄相近,并且与华北克拉通中部带的变质年龄一致,表明中条山地区涑水杂岩中古元古代花岗质片麻岩记录了古元古代晚期的一次变质作用事件。这一事件与华北克拉通中部怀安-吕梁-恒山-五台-赞皇等地的变质变形作用同时发生,揭示华北克拉通东、西部陆块沿中部带的碰撞拼合应发生在古元古代晚期,而非新太古代。     

柴北缘锡铁山印支期热液活动：来自榴闪岩石榴子石和石英脉真空击碎40Ar/39Ar年代学证据

为了示踪锡铁山超高压变质岩折返到浅部地壳后遭受后期热液流体叠加的年代及流体来源,首次采用真空击碎提取流体包裹体和粉末阶段加热⁴⁰Ar/³⁹Ar测年技术,对区内强退变质榴辉岩中的石榴子石与围岩片麻岩中接触部位的石英脉进行直接定年.石榴子石和石英都形成了单调递减的阶梯状表观年龄图谱.石榴子石真空击碎19至25阶段(末阶段)数据点构成平坦的年龄坪,对应的数据点在³⁶Ar/⁴⁰Ar-³⁹Ar/⁴⁰Ar图解上形成相关性很好的反等时线,等时年龄(222.6±16.7 Ma)与坪年龄(226.3±3.9 Ma)在误差范围内一致.真空击碎后的粉末进一步进行了分步加热分析(450～950°C共6阶段),获得了相对平坦的表观年龄图谱,对应坪年龄(212.0±9.0 Ma)和反等时线年龄(212.1±8.1 Ma)非常一致.石英脉09NQ39B则由19～29阶段数据点构成年龄坪,对应的坪年龄为222.8±1.2 Ma.榴辉岩中的石榴子石和石英脉同时记录了锡铁山地区印支晚期一期重...     

柴北缘大陆深俯冲板片折返过程中的深熔作用研究

柴北缘锡铁山地区长英质（花岗）片麻岩普遍经历了不同程度的部分熔融作用,常见新生的花岗质浅色体呈层状、脉状或网络状分布于长英质片麻岩中,并显示出混合岩化的特征。岩相学观察结果显示长英质片麻岩保留了关键的深熔作用显微结构证据:（1）石榴石内部发育有钾长石、石英和斜长石组成的矿物包裹体;（2）长石颗粒边界出现由石英+钾长石±斜长石±白云母组成的楔形矿物集合体;（3）云母颗粒边界发育尖锐的、不规则的微斜长石,而且云母边界溶蚀明显,形成锯齿状不规则的边界;（4）石英、斜长石或钾长石颗粒边界发育圆珠状（stringofbeads）结构,而且颗粒边界或三联点中尖锐状微斜长石与周围矿物的形成较小的二面角。阴极发光图像和锆石U-Pb定年结果表明花岗质浅色体中的锆石具有明显的核、幔、边三层结构,而且具有明显不同的年龄结果。发光较强的继承性锆石岩浆核部的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄约为~910Ma,而且具有高的Th/U比值;弱发光的变质锆石幔的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄结果约为~450Ma。新生的锆石增生边中等程度发光,并发育震荡环带和较低的Th/U比值,与世界典型地区混合岩中深熔锆石的特征十分相似,其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄结果为432±3Ma。野外关系、显微结构特征和年代学的研究结果显示柴北缘锡铁山地区花岗质浅色体可能是其寄主岩石长英质片麻岩在折返到高压麻粒岩相条件下深熔作用的产物,而且白云母的脱水熔融是引发岩石发生深熔作用的主要机制。柴北缘地区已有的资料综合研究表明,大陆深俯冲板片在俯冲/碰撞和折返过程中可能经历了多重深熔作用。     

~(40)Ar/~(39)Ar热年代学现状与问题

Ar同位素体系定年矿物的封闭温度范围广,并且可以获得650℃～150℃温度段的非线性冷却历史,因此~(40)Ar/~(39)Ar热年代学成为研究地质体热演化历史过程中最有效的工具之一。但是由于矿物中Ar同位素扩散机制还有一些问题没有清楚地被认识,因此在一定程度上制约了~(40)Ar/~(39)Ar热年代学的发展。本文介绍了目前应用最广泛的两种~(40)Ar/~(39)Ar热年代学模式:多重扩散域模式和多路径扩散模式,讨论了它们的发展现状、存在的问题、可能解决的方法以及今后的发展方向。     

~(36)Ar/~(39)Ar-~(40)Ar/~(39)Ar等时线方法的应用——以新疆查汗萨拉锑、银矿带为例

等时线方法在K Ar年代学中得到广泛应用 ,本文利用一种新的3 6Ar 3 9Ar 4 0 Ar 3 9Ar等时线方法 ,计算查南疆汗萨拉锑、银矿带中石英脉的40 Ar 3 9Ar实验数据 ,并与其他等时线方法进行对比 ,得到非常一致的结果。     

滇西南那邦变质基性岩两期变质作用的40Ar/39Ar年代学研究

中缅边界那邦变质基性岩出露于东缅著名的 Mogok带的东缘。那邦基性麻粒岩经历了早期麻粒岩相、晚期角闪岩相的两期变质作用的改造。早期变质作用的矿物石榴石和单斜辉石的 40 Ar/ 39Ar激光微区等时线年龄是 74.44± 1.44 Ma;石榴石和单斜辉石的 40 Ar/ 39Ar年龄谱图和等时线年龄均显示两组年龄 :74～ 76 Ma和 2 3～ 2 4Ma。晚期变质作用矿物角闪石的K- Ar法得出 2 3Ma,角闪石和斜长石的 40 Ar/ 39Ar年龄谱图和等时线年龄均显示 2 3～ 2 4Ma的变质年龄。综合这些结果 ,可以确定那邦基性麻粒岩的早期麻粒岩相变质作用的年龄是 74～ 77Ma,可能与新特提斯洋壳俯冲事件有关 ;晚期角闪岩相变质作用的年龄是 2 3～ 2 4Ma,与区内喜山期以来陆内块体响应两大陆会聚作用发生的大型走滑事件有关。那邦基性麻粒岩是世界上最年轻的麻粒岩相岩石之一 ,而且 ,两期变质作用年龄的确定对揭示区内与变质作用相关的地质事件具有重要意义。     

柴北缘超高压变质带的新元古代变质作用——来自锡铁山副片麻岩的岩石学及独居石年代学证据

同一造山带中所包含的多期造山作用信息是研究不同时代区域构造演化的重要依据,对理解不同时期造山过程中岩石组合及其地球化学演化有重要的指示意义。但由于晚期造山作用往往会部分或者完全抹除岩石中保存的早期造山作用信息,使得对记录多期造山作用的岩石中早期造山带变质作用及年代学信息的研究变得十分困难。独居石为一种副变质岩中的常见副矿物,由于其具有很高的U-Th-Pb体系封闭温度和对流体及变质温压条件的敏感性,使其可以记录多期造山过程中丰富的年代学信息。电子探针独居石原位化学定年方法使得年代学信息与岩石中矿物学信息及变质反应相联系,从而得到不同时期岩石记录的P-T-t轨迹。我们利用独居石电子探针原位U-Th-Pb定年手段与岩石学研究相结合的方法,在柴北缘早古生代加里东期超高压变质带锡铁山地区的含石榴石蓝晶石/夕线石黑云斜长片麻岩基质矿物及石榴石变斑晶的独居石中获得886±18Ma格林威尔期的年龄等时线。独居石稀土元素配分特征与新元古代变质独居石相吻合。通过传统矿物对温压计计算得到格林威尔期现存矿物组合记录了高角闪岩相变质温压条件607~727℃,6.5~10.0kbar,略高于区内记录古生代变质作用的副片麻岩。与记录古生代加里东期变质年龄的副片麻岩相比,格林威尔期副片麻岩在微量元素地球化学上具有高的稀土总量和明显的Eu的负异常特点(Eu/Eu*=0.50),并相应的亏损Ba、Sr元素,表现出活动大陆边缘沉积岩的地球化学特征。结合全球格林威尔期造山事件及罗迪尼亚超大陆的形成及裂解过程,我们认为柴北缘地区在新元古代时期应为与罗迪尼亚超大陆形成有关的活动大陆边缘地区。     

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.      

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...     

西天山卡特巴阿苏金矿床成矿年代学及其地质意义-来自绢云母~(40)Ar-~(39)Ar同位素年龄证据

新疆卡特巴阿苏金矿床是近年来在西天山地区新发现的一个大型金矿床。该矿床大地构造位置处于塔里木板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块结合部位的那拉提构造-岩浆岩带,其金矿体主要赋存于蚀变二长花岗岩内。为了确定金矿化的形成时代,对该矿床主成矿阶段与金矿化密切相关的蚀变绢云母开展了40Ar-39Ar同位素定年测试。绢云母40Ar-39Ar坪年龄为(268.56±1.8)Ma,正等时线年龄为(268.38±2.2)Ma,反等时线年龄为(268.52±2.2 Ma),三者在误差范围内一致,测试结果可信,可代表卡特巴阿苏金矿化的形成年龄,这也是首次对该矿床成矿年龄的精确限定。对比中亚造山带典型金矿床,卡特巴阿苏金矿床是西天山二叠纪后碰撞构造环境下岩浆流体活动的产物,矿床成因属与中温岩浆热液有关的构造蚀变岩型矿床。     

延边天宝山多金属矿床的矿物流体包裹体激光探针~(40)Ar/~(39)Ar测年及其地质意义

延边天宝山为一座大型中高温热液多金属(铅,锌,铜,钼等)矿床,由新兴铅锌、立山铅锌铜和东风铅锌铜钼3个中型矿床所组成,研究采用单矿物流体包裹体的40Ar/39Ar激光探针定年法对其含矿石英脉进行了精细的年代学测定以确定该矿床形成时代和成矿流体来源;实验室获得的40Ar/39Ar正反等时线年龄分别为(175±10)Ma和(175±18)Ma;经验证实剔除部分接近大气的成分点和过剩氩的成分点,重新计算的正、反等时线年龄分别为(179±11)Ma和(179.1±9.8)Ma,MSWD分别为0.95和0.99,40Ar/36Ar比值分别为297.8±2.7,297.6±2.5;结合区域地质特征,认为天宝山多金属矿床的成矿应发生在早侏罗世晚期,成矿流体是以岩浆热液为主、少量大气水和地壳流体参与的混合流体。     

昆仑-黄河运动的时代下限:来自塔里木盆地南缘西域砾岩顶部火山岩~(40)Ar/~(39)Ar定年的约束

"昆仑-黄河运动"是发生在早、中更新世之交的一次强烈的构造运动,它使青藏高原现代构造地貌格局基本定型。以往对昆仑-黄河运动时限的研究,主要由黄河干流发育的阶地、昆仑山垭口地区羌塘组与望昆冰碛层等古地磁、ESR、TL等分析测试得出,缺少其他年代学约束。在塔里木盆地,昆仑-黄河运动表现为西域砾岩与乌苏群之间的角度不整合接触。本文通过对塔里木盆地南缘西域砾岩顶部的普鲁上层火山岩4个样品的全岩~(40)Ar/~(39)Ar定年,获得~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄为1.03±0.05 Ma~1.20±0.05 Ma,加权平均年龄为1.1±0.1 Ma(n=4,MSWD=2.3)。这是首次应用~(40)Ar/~(39)Ar定年方法,获得昆仑-黄河运动的时代下限为1.1±0.1 Ma,与前人确定的昆仑-黄河运动时代下限在误差范围内一致,为我国西部新构造运动提供了重要的年代学约束。     

青藏高原西北缘郭扎错断裂~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究——阿尔金断裂西延的新证据

采自阿尔金断裂西南端、沿郭扎错—龙木错—空喀山口一线展布的郭扎错断裂内的糜棱岩样品中同构造黑云母~(40)Ar/~(39)Ar同位素测年的坪年龄分别为105.9Ma±0.5Ma、121.5Ma±0.6Ma、150.4Ma±0.9Ma,表明其早期韧性变形事件发生在晚侏罗世和早白垩世晚期,与阿尔金断裂带主期活动的时期基本一致,为阿尔金断裂带西延提供了新的证据。研究表明,郭扎错断裂与阿尔金断裂带具有一致的变形年代学特征、构造特征等属性,前者是后者的西延部分,二者为同一构造带,均是拉萨地块整体向北运动的动力环境下所产生的脉冲式构造活动的产物。     

应用~(40)Ar/~(39)Ar定年技术研究清原花岗岩-绿岩地体的形成时代

辽宁清原绿岩地层自下而上分为榆树底组、红透山组和南天门组。小莱河铁矿区榆树底组斜长角闪岩岩石化学性质和稀土元素分布曲线表明,该岩石的原岩属太古代亏损型(DAT)拉斑玄武岩。此斜长角闪岩中的角闪石的两个~(40)Ar/~(39)Ar年龄谱给出该岩石的变质作用发生在29.9亿年。清原绿岩地层形成时代可能在30亿年或稍早一些。全球范围绿岩地层的年龄是35—19亿年,峰值是27亿年.清原绿岩地层的早期形成年龄则大于全球绿岩的峰值年龄。     

内蒙古达茂旗北部闪长岩锆石SHRIMP U-Pb、角闪石~(40)Ar/~(39)Ar年代学及其地质意义

内蒙古达茂旗北部的早古生代闪长岩侵入体产于包尔汉图-白乃庙岛弧带的西部,采用SHRIMP锆石U-Pb定年及角闪石40Ar/39Ar测年对其进行了精确的年代学研究。两件闪长岩样品分别获得的SHRIMP锆石U-Pb年龄为453±3Ma和446.8±5.3Ma,角闪石40Ar/39Ar坪年龄为459.2±2.4Ma和442.9±4.2Ma。这为研究该时期弧岩浆作用提供了新的年代学证据,并表明该岩浆侵位后,经历了结晶并快速冷却的过程,可能揭示了本区岛弧带和华北板块碰撞的构造意义。     

表生钾锰矿物~(40)Ar/~(39)Ar年代学及其古气候意义

红土型风化壳和次生锰矿床形成于温暖和潮湿的古气候条件 ,其中含有丰富的表生钾锰矿物。因此 ,对表生钾锰矿物进行精确的40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ,不仅能查明大陆化学风化和矿床次生富集的时间和过程 ,而且可以为区域古气候的反演提供重要的年代学资料。透射电子显微镜、热重分析、离子交换实验和40 Ar/ 3 9Ar同位素分析表明 ,层状结构的黑锌锰矿、锂锰矿和钠水锰矿以及具有 1× 1隧道结构的软锰矿不适合于40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ;而隐钾锰矿、锰钡矿和锰铅矿因具有致密和稳定的 2× 2隧道结构及很强的保存K Ar体系的能力 ,是40 Ar/ 3 9Ar同位素定年的理想对象。硬锰矿和钙锰矿分别具有 2× 3和 3× 3隧道结构 ,由于隧道孔径过大 ,晶体结构的稳定性较差 ,其作为40Ar/ 3 9Ar测年的适用性有待于进一步证实。采用精细的激光阶段加热技术 ,可以有效克服表生钾锰矿物40 Ar/ 3 9Ar测年过程中3 9ArK 的反冲损失、多世代表生钾锰矿物的共生 ,以及表生钾锰矿物中原生矿物的污染和过量大气氩的存在等问题 ,并获得有意义的风化年龄。已有数据表明 ,表生钾锰矿物的形成主要集中在白垩纪末期、始新世末期—渐新世早期、中新世和上新世中期等 4个时期 ,可能记录了地史时期周期性的化学风化及气候的交替演变     

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。     

藏南冈底斯地体谢通门—曲水韧性剪切带~(40)Ar/~(39)Ar年代学约束

藏南冈底斯谢通门—曲水韧性剪切带发育在拉萨地体南缘,其活动时限对厘定藏南大地构造演化极为关键,并且对揭示印度—亚洲陆陆碰撞前缘的构造变形具有重要的意义。谢通门—曲水韧性剪切带位于拉萨地体冈底斯岩基南缘,为一条向北倾覆,走向近东西,宽1~2 km的滑覆型韧性剪切带,其中剪切带中的糜棱岩可见明显的面理,并且在面理上发育有南北向拉伸线理,为一套典型的S—L构造岩。为了定量确定剪切带的变形温度,本文在宏观和微观分析的基础上,对糜棱岩中的典型样品进行了EBSD石英组构分析,分析结果表明谢通门—曲水韧性剪切带以底面a和柱面a滑移为主,伴有少量菱面a滑移,变形温度为中低温(300℃~550℃),即绿片岩相到低角闪岩相。通过对剪切带中的绢云母和黑云母~(40)Ar-~(39)Ar测年,获得了较好的年代学数据,两组年龄21.81±0.28 Ma和23.24±0.32 Ma在误差范围内具有一致的年代学意义,结果表明谢通门—曲水韧性剪切带形成于中新世早期(Aquitanian期)。结合云母的~(40)Ar-~(39)Ar年龄以及区域大地构造背景,谢通门—曲水韧性剪切带形成于板块后碰撞阶段(postal collision),是拉萨地体由挤压向伸展转换的产物。该剪切带年代学的厘定,一方面限定了拉萨地体南缘新生代大地构造演化的过程,另一方面对造山带构造以及青藏高原中—南部地区的地质研究具有推进作用。