用于前寒武纪样品定年的K-Ar法年龄标准物质ZMT04白云母K和40Ar*的初测结果

0 引言 世界上第一个Ar-Ar法实验室于1965年在美国加州伯克利年代学实验室建成[1].我国最早的Ar-Ar法实验室于1982年分别在北京中国科学院地质研究所和贵阳中国科学院地球化学研究所建成.到目前为止,国际上用于K-Ar和Ar-Ar法定年的标准物质约30个左右,绝大部分年龄为第三纪至寒武纪.大于6亿a的K-Ar法年龄标准物质只有英国标准Hb3gr角闪石(年龄1072 Ma)和中国标准BSP-1角闪石(年龄2060 Ma),这两个老年龄标准也是国际标准物质.     

油气成藏过程中的同位素测年方法评述

笔者对国内外同位素测定年在确定油气成藏方面的应用现状进行评述的基础上,重点分析了K-Ar法,Ar-Ar法,U-Pb法,Rb-Sr法等方法所存在的问题,认为自生伊利石40Ar-39Ar法在不断克服技术难题之后,仍是油气成藏年代学不可缺少的重要手段;激光微区探针40Ar-39Ar法与流体包裹体技术相结合,是油气多期成藏40Ar-39Ar年代学研究取得成功的突破点;利用沥青和干酪根中微量金属U-Pb,Pb-Pb,Rb-Sr,Sm-Nd和Re-Os体系的同位素分析方法获得油气生成、运移的年龄,是成熟的放射性同位素方法在石油地质学中的应用;晶洞充填物U-Pb测年,可能是碳酸盐岩储层油气成藏年代学研究又一新的突破点.     

盆地断层活动定年技术进展及发展趋势

断层的活动期次对盆地的形成与演化及油气运移成藏起着重要的控制作用,精确厘定断层活动期次及其年龄是盆地构造及油气成藏研究中的一项必不可少的工作,也一直是研究中的一个难点.针对这一问题,论文基于断层带内部结构的分析及前人研究成果,简要评述了常用的自生伊利石K-Ar/Ar-Ar定年法和石英电子自旋共振ESR(electron spin resonance)定年技术,重点综述了方解石激光原位U-Pb定年、石英流体包裹体⁴⁰Ar/³⁹Ar定年和低温热年代学技术应用于断层活动时间研究的基本原理、实验方法和典型实例,并探讨了存在的问题,分析了发展的趋势,指明了下一步研究的方向.认为这些技术对断层活动期次和油气勘探研究具有重要指导意义,未来将在盆地断裂研究中发挥重要作用,有着广阔的应用前景.     

同位素地质学定年方法评述

详细分析了当前同纱年代学的常用定年方法，如K-Ar法，U-Pb法，Rb-Sr法和Sm-Nd法等的适用性和局限性。讨论了地质事件定年过程中存在的一些问题，提出了准确定年的注意事项。     

油气成藏^40Ar-^39Ar定年难题与可行性分析

油气成藏作用伴生的矿物种类少,主要为碳酸盐矿物,以及少量石英和黄铁矿等,这些矿物均不适合用传统同位素年代学方法进行年龄测定,因此,油气成藏年龄是同位素年代学尚未解决的一大科学难题。^40Ar-^39Ar（K-Ar）法是可能应用于油气成藏年龄测定的首选同位素定年方法。从^40Ar-^39Ar法的优点和实验技术的角度,讨论了油气田样品^40Ar-^39Ar定年面临的主要技术难题、测定对象、测定方法和可行性。有机杂质气体纯化装置的研制成功,为开展油气成藏^40Ar-^39Ar年代学研究,并获得可靠的同位素年龄数据奠定了实验技术基础。     

铀系年代学中的若干问题

铀系方法是用自然界中较短半衰期核素测定地质年龄的一种方法,原理上可以测到百万年以内,实际上最适应定年范围是40万年以内。它在新地质年代学中部分地填补了~(14)C和K-Ar法定年范围之间的空白。铀系年代学从三十年代中期应用过剩~(226)Ra测定喀拉海铁锰结核的生长速度到现在已有     

花岗岩的定年方法学初论

在花岗岩形成时代的研究中已广泛采用了K-Ar、U-Pb、Rb-Sr,等多种同位素年代学方法,并已开始了Sm-Nd法的尝试。本文讨论了各种定年方法对不同时代、不同成因花岗岩年龄测定中的方法学问题,特别是Rb-Sr等时线测定年龄的各种问题。从花岗岩定年方法学角度看,现代的微量、颗粒锆石U-Pb法是首推的可靠方法.     

矿床同位素定年方法的应用现状评析

高质量的年代学数据是矿床研究和对比的基础.针对近二十几年来在具体矿床同位素定年研究中,不同学者对同一矿床采用不同的定年方法常常得出相差十分悬殊的结论,甚至出现与地质事实截然相悖年龄数据的现象,文章对最常用的锆石U-Pb法、自生伊利石K-Ar法、金属硫化物Re-0s和Sm-Nd法、石英流体包裹体40Ar/39Ar法和Rb-Sr等时线法以及释光测年进行了评析.强调一套合理的矿床同位素年龄数据的获得,必须加强对地质背景的研究;明确测年矿物与矿化的成因联系,选择合适的定年方法.综合地质背景及可靠准确的年代学数据,对地质事件与成矿事件的联系做出合理的解释.     

细粒自生粘土矿物和粘土岩定年尝试

细碎屑沉积岩定年是地质年代学领域的一个难题。由于生产和科研需要，曾对一些含油盆地泥岩等岩石做过K-Ar和激光显微探针40Ar-39Ar定年尝试，探索了一些样品处理及定年技术，取得了部分成果。     

40Ar-39Ar同位素定年方法研究进展

^40Ar-^39Ar同位素定年法是由K-Ar法发展而来,通过将39K利用快中子辐照衰变成^39Ar,测量40Ar^＊/^39Ar来获得年龄值.经过长期发展,该方法的测试技术逐渐成熟,其中气体提取发展为常规阶段升温法、激光显微探针法以及真空压碎流体包裹体法;气体纯化主要有冷阱去除法、钛泵吸附法、锆铝泵吸附法;气体测试的质谱仪也在灵敏度、分辨率、背景值等技术指标上有很大提高.^40Ar-^39Ar同位素定年法在石油、固体矿产等方面应用广泛,尤其在油气成藏时间、成岩成矿作用时间的热年代学研究等领域.     

衰变常数的不确定性对同位素定年的影响

随着同位素分析测试技术日新月异的进步,衰变常数的不确定性已成为制约高精度定年体系发展的重要因素。特别是在不同实验室数据对比、同位素多体系对照研究的情况下,衰变常数这类物理常数引起的系统误差对定年结果的正确解读起着举足轻重的作用。本文以等时线法、U-Pb和Ar-Ar为例,探讨衰变常数的不确定性所引起的年龄误差与实际年龄的关系,并分析不同定年体系下衰变常数的不确定性对定年结果的解读的影响。在同位素多体系相互校正的情况下,需对参照体系的衰变常数的准确性进行评估,并注意衰变常数不确定的传递。对衰变常数的重视将推动多定年体系-高精度相互校正地质年代学走向成熟。     

应用SHRIMP铀-铅定年法研究腾冲地区中更新世英安岩的形成时代

腾冲火山岩群是我国著名的年轻火山岩群,前人主要采用K-Ar法、不平衡铀系等同位素定年方法研究该区火山岩的年龄并划分其喷发期次,采用K-Ar法获得腾冲火山岩0.013~17.84 Ma的年龄以及0.13~2.9 Ma的等时线年龄,不平衡铀系法主要用于该地区0.23 Ma以来的样品年龄研究。传统的同位素定年体系的精确度和定年范围对于研究该区火山岩的年龄存有很大局限性。近年来,微区原位离子探针U-Pb定年在年轻地质体年代学研究中表现出巨大潜力,在国际上已经应用于中更新世晚期地质体的年龄测定。本文报道了应用锆石SHRIMP U-Pb定年方法对腾冲曲石地区中更新世英安岩的3次测定结果,3次实验的年龄值在误差范围内一致。在对一次离子流选择及其强度、二次离子积分时间等实验条件探讨的基础上,综合分析3次实验中的二次离子计数表明第3次实验结果具有更高的精确度,年龄值为0.41±0.01 Ma,属中更新世,代表该英安岩的形成时代,该年龄结果是目前我国获得的最年轻的高精度锆石SHRIMP U-Pb年龄。本研究获得的中更新世锆石U-Pb年龄为年轻地质体的年代学研究提供了新的思路。     

K-Ar法年龄标准物质ZGC粗面岩K和~(40)Ar含量及年龄的定值结果

为了满足K-Ar和Ar-Ar法定年的需要,年代学工作者研制了一个用于中新生代定年的K-Ar法年龄标准物质——ZGC粗面岩。该粗面岩采自广东省南海市走马营第三纪火山岩。~(40)Ar/~(39)Ar定年结果表明,~(40)Ar~*在矿物晶格中保存均匀稳定,年龄谱平坦,~(39)Ar析出量高达97.9%。证明该粗面岩结晶以后未受过热扰动,完好地保持了~(40)K-~(40)Ar~*同位素计时的化学封闭体系。坪年龄为52.8±0.3 Ma,总气体年龄为52.9±0.8 Ma。~(36)Ar/~(40)Ar-~(39)Ar/~(40)Ar反等时线年龄为52.5±0.4 Ma,~(40)Ar/~(36)Ar初始值为296.6±4.2,此值与(~(40)Ar/~(36)Ar)。大气氩丰度比(295.5±0.5)一致,表明样品不含过剩氩。国内12个实验室参加了ZGC粗面岩K含量和~(40)Ar~*含量的定值分析。经统计学方法检验,结果显示全部定值数据服从正态分布并具等精度。当置信概率为0.95时,~(40)Ar~*和K含量的相对标准偏差都小于1%。~(40)Ar~*和K含量分析的认定值和不确定度分别为:~(40)Ar~*=4.199±0.022×10~(-10)mol/g,K=4.576±0.028%,由此计算得K-Ar年龄为52.2±0.5 Ma。根据国家一级标准物质技术规范的相关要求,经统计学方法检验在0.05显著性水平下,K和~(40)Ar~*的F分布小于F临界值,说明该标准物质是均匀的。t检验法表明,该标准物质具有良好的稳定性,~(40)Ar~*和K含量在有效期内不会发生显著性变化。ZGC粗面岩粒度为0.3～0.7mm,重量为850 g,缩分成最小样品单元100瓶,每瓶8.5 g。可供K-Ar和Ar-Ar法实验室使用43年。     

Ar-Ar年代学方法研究进展及其在石油地质中的应用

Ar-Ar年代学方法是当前地质研究中最为重要的年代学方法之一。随着理论方法的不断完善,实验技术的不断提高,获得了诸多鲜明的进展,在已有研究成果的基础上对Ar-Ar年代学方法从基本原理,进展与不足及其在石油地质中的应用等方面进行综合分析讨论,认为该方法理论得到了进一步完善,精度不断提高,技术从常规阶段升温法发展到了激光显微探针法,应用领域与可测试矿物也逐渐扩大,其中石油地质中主要通过流体包裹体与自生钾长石以及自生伊利石Ar-Ar定年两种途径来确定油气藏年代学,但该方法中诸如年龄代表的意义等问题尚需进一步明确和完善。     

河北矾山钾质碱性超镁铁岩-正长岩杂岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄

作为华北陆块北缘的碱性岩体之一,河北矾山钾质碱性超镁铁岩-正长岩杂岩体赋存着中国最大的内生磁铁矿-磷灰石矿床。关于其形成时代,已经发表的K-Ar、Rb-Sr和Sm-Nd法定年结果差别较大,因此需要采用更精确的定年方法限定岩体的形成时代。通过对矾山杂岩体的辉石正长岩样品进行SHRIMP锆石U-Pb定年,得到了218±2Ma的结果。由于定年样品取自构成矾山杂岩体主体、形成最晚的第三岩相带,这个年龄限定矾山杂岩体形成于晚三叠世。现有的锆石U-Pb年代学资料表明,晚三叠世侵入岩在华北陆块北缘、东缘、南缘普遍存在,成为中国东部晚三叠世构造-岩浆活动的显著特征之一。     

沉积岩定年及应用:问题与展望

确定沉积时代及重建成岩过程仍然是目前年代学领域亟需攻关的科学问题.综述了适用于沉积岩定年的传统长周期同位素方法,系统地回顾了沉积岩中广泛发育的自生矿物海绿石、伊利石、钾长石和方解石年代学研究中的关键问题以及它们在沉积地层定年、恢复盆地热流史、沉积矿床间接定年、确定油气注入时间、确定脆性断层活动时间、确定古地磁重磁化事件...     

雷州半岛第四纪火山岩激光40Ar/39Ar等时线定年研究

雷州半岛是我国新生代火山岩最重要的分布地区之一,火山活动主要集中在中晚更新世。前人对雷州火山岩的年代学研究以K-Ar法为主。研究表明,雷州火山岩测年结果大致分布在0.38～3.04Ma范围内。根据地层和火山岩层的叠置关系,雷州第四纪火山岩由于覆盖在被确定是1.87Ma和0.76Ma沉积的地层之上,故火山岩年龄应小于该地层年龄。K-Ar法定年结果与雷州地区地层叠置关系存在矛盾。本文通过对雷州半岛第四纪火山岩进行野外考察及采样,利用激光40Ar/39Ar年代学方法进行了精细定年。结果表明,雷州火山岩的喷发主要集中18万年前后。定年结果还表明,对于年轻样品,基于尼尔值计算的K-Ar年龄及40Ar/39Ar表观年龄偏老,等时线年龄相对较为可靠。对同一样品的斑晶、基质作斑晶-基质等时线计算,只有在斑晶基质满足同源条件时才有意义。本文首次提出,通过对比未照射样品的初始36Ar/38Ar值的均一性,以检验样品是否同源,确认斑晶-基质等时线年龄的可信度。据此,等时线的处理方法可以推广应用于特定区域内全部同源同时样品。     

自生伊利石同位素年代学在钾盐矿床中的应用展望

伊利石是一种层状硅酸盐矿物,层间主要为钾离子,可利用K-Ar法、Ar-Ar法和Rb-Sr法等相关的测年方法来分析和限定与自生伊利石有关的地质事件的时代,例如盆地演化历史、热液活动、构造活动和油气运移。本文讨论了利用钾盐矿床中自生伊利石进行蒸发岩地层年代学研究的可能性。虽然多数研究表明温度是控制自生伊利石形成的主要控制因素,即自生伊利石一般形成于温度较高的条件下,但一些研究表明在地表温度的盐湖环境中也可形成自生伊利石,此种环境下控制自生伊利石形成的主要因素为流体成分。这构成了利用自生伊利石定年来研究蒸发岩地层时代的理论基础。然而在实际研究过程中仍存在很多问题,需进行进一步的研究。     

K-Ar法地质年龄标准物质ZBJ角闪石的定值结果

为了满足K-Ar定年中K和⁴⁰Ar^*分析的质量监控及Ar-Ar法样品在反应堆照射时中子通量监测的需要,我国氩同位素年代学工作者研制了一个K-Ar法年龄标准物质ZBJ角闪石,它采自北京房山花岗闪长岩体。它的⁴⁰Ar-³⁹Ar阶段加热分析结果表明:⁴⁰Ar^*在矿物晶格中保存均匀稳定,年龄谱平坦,³⁹Ar析出量高达97%。这些证据充分表明该黑云母结晶以后未受过热扰动,40K-⁴⁰Ar^*同位素计时体系封闭良好。坪年龄为133.3±0.6Ma,总气体年龄为134.4±1.4Ma,³⁶Ar/⁴⁰Ar-³⁹Ar/⁴⁰Ar反等时线年龄为133.2±0.8Ma,⁴⁰Ar/³⁶Ar初始值为297.6±4.8,此值与(⁴⁰Ar/³⁶Ar)a大气氩丰度比(295.5±0.5)处于同一范围,表明样品不含过剩氩。这几个年龄值的一致性,说明该样品具有良好的均匀性和稳定性,它作为K-Ar和Ar-Ar法地质年龄标准物质是适合的。ZBJ角闪石均匀性检验结果表明:在0.05显著性水平下经统计学方法检验,证明K和⁴⁰Ar^*的F分布值小于F临界值,说明该样品是均匀的。国内8个实验室参加了ZBJ角闪石K含量和⁴⁰Ar^*含量的定值分析,经统计学方法检验,结果显示全部定值数据都服从正态分布并具等精度。在置信概率为0.95时,⁴⁰Ar*和K含量的相对标准偏差都小于1%。两个特性量值定值分析结果的一致值(认定值)和不确定度分别为:⁴⁰Ar^*=(2.464±0.018)×10^-10mol/g,K=(1.027±0.008)%,K-Ar年龄(标准值)=133.3±1.5Ma(2σ)。此标准物质纯度为98.1%,粒度为0.15～0.30mm,总重量为740g,缩分成最小样品单元共100瓶,每瓶7.4g,可供我国K-Ar和Ar-Ar法同位素年代学实验室使用37年。     

云南个旧锡矿的成矿时代

云南个旧锡矿经历了印支期海底基性火山——沉积成矿、海底喷流——沉积成矿和燕山晚期的花岗岩叠加改造成矿的作用。用Ar-Ar、K-Ar和Pb-Pb法分析了3个成矿系列的成矿年龄,结果表明,成矿系列Ⅰ的Ar-Ar法坪年龄和等时线年龄为95.93±5.41～123.91±15.41Ma,K-Ar法表观年龄为112.50±2.25Ma,普通铅法年龄为210～240Ma;成矿系列Ⅱ的Ar-Ar法坪年龄和等时线年龄为191.81±2.26～205.11±4.38Ma,K-Ar法表观年龄为186.01±3.72Ma,普通铅法年龄为200～230Ma;成矿系列Ⅲ的Ar-Ar法坪年龄和等时线年龄为83.23±2.07～85.22±2.38Ma,K-Ar法表观年龄为43.49±0.87Ma,普通铅法年龄为83～116Ma。