K-Ar、~(40)Ar/~(39)Ar定年中尼尔值和初始氩比值

K-Ar、~(40)Ar/~(39)Ar定年中,用以计算囚禁~(40)Ar绝对量的~(40)Ar/~(36)Ar,称为初始氩比值。现代大气中的初始氩比值叫尼尔值,为295.5。K-Ar、~(40)Ar/~(39)Ar定年的表观年龄都是在假设初始氩比值与现代大气中的尼尔值一致的基础上得到的。事实证明,地球样品的初始氩比值不总是尼尔值,因此这种假定不可靠,尤其在对年轻样品进行K-Ar、~(40)Ar/~(39)Ar定年时,会带来错误的表观年龄结果。对于K-Ar、~(40)Ar/~(39)Ar精细年代学,特别对于年轻样品和低钾含量样品,只有初始氩比值才对定年研究有意义,而初始氩比值只能通过~(40)Ar/~(39)Ar等时线法求得。所以严格地讲,只有等时线年龄才是可靠的。结合实验流程,本文分析了~(40)Ar/~(39)Ar定年中为什么大多数等时线获取的初始氩比值接近尼尔值,一是因为常规~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄的计算方法,二是因为吸附氩的干扰。初始氩比值的一致性,被用来证明样品同位素同源和封闭特性,对年龄数据的精度及可靠性有非常大的影响,尤其是年轻样品。因此,在~(40)Ar/~(39)Ar定年中要选取氩同位素初始比值一致的同源样品,并在实验流程中尽量克服样品吸附气体。本文对传统~(40)Ar/~(39)Ar方法中坪年龄、年龄坪的意义提出了质疑,对提高~(40)Ar/~(39)Ar定年的精度具有重要意义,并使之能够应用到极年轻的火山岩定年中。     

收集片加电场法测量镭含量

本文叙述一种测定~(226)Ra的方法,通过测定~(226)Ra衰变成的~(222)Rn的子体RaA(~(218)Po),RaC'(~(214)Po)的α放射性,测定~(226)Ra的含量。为了提高氡子体RaA,RaC'的探测效率,在收气室上加较强的电场。本方法的灵敏度为5×10~(-13)Ci。测量3×10~(-10)—1.14×10~(-7),和n×10~(-12)—n×10~(-11)的标准源和样品均与其它方法结果符合得很好。     

康定杂岩黑云母、角闪石^39Ar-^40Ar年龄及其意义

通过对康定杂岩黑云母、角闪石 Ar-Ar 年龄研究,得出康定杂岩黑云母、角闪石中 Ar 同位素组成明显存在地质离散,有过剩氩;Ar-Ar 年龄并不反映矿物形成后的变质冷却历史。坪的产生可能是由过剩~(40)Ar 存在于非晶粒边缘的缺陷之中,使其与放射性成因~(40)Ar 具有相似活化能,从而使不同种 Ar 组分等比例释气所致。经计算,样品中过剩氩约占氩总量的16%左右。     

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。     

对新疆萨日达拉金矿成矿流体的He、Ar同位素示踪

采用稀有气体同位素质谱方法,通过分析萨日达拉金矿载金黄铁矿中流体包裹体的He、Ar同位素组成,对成矿流体进行示踪研究。结果表明,萨日达拉金矿黄铁矿流体包裹体中He同位素组成变化范围较大,R/Ra值为0.34~1.59,显示壳幔混合特征,二元混合模型计算结果显示以地壳放射性成因氦为主,并有地幔氦的加入;Ar同位素组成较均一,~(40)Ar/~(36) Ar值为305~359,平均336,~(36)Ar/~(38)Ar值为5.34~5.44,平均5.40,显示叠加有部分放射性成因~(40)Ar的大气降水成因氩同位素组成。综合分析结果表明,萨日达拉金矿成矿流体为由大气降水深循环改造而成的地壳流体,其所具有的地幔He同位素组成应继承自下部地壳中隐伏的壳幔混合成因地质体。     

MC-ICPMS U-Th同位素测量与数据处理

<正>自然界中以~(238)U,~(235)U和~(232)Th为母体的放射性衰变系列为地质年代学提供了多种测年方法,其中基于~(238)U-~(234)U-~(230)Th衰变不平衡的~(230)Th/U测年法被广泛用于~60万年以来的地质样品(如:钟乳石、珊瑚、动物化石等)。上世纪90年代以来,多接收     

秦巴地区花岗岩类岩石的K-Ar年龄数据处理

秦岭—巴山地区花岗岩类岩石的出露面积约34000km~2,占秦巴面积的8%。该区花岗岩类岩石形成的时代多期,成因多样,成分复杂。该区花岗岩类岩石中现有 K—Ar 同位素年龄样近1000个。这些样品是不同单位在不同时期所采,由不同单位用不同方法、不同仪器分析。用 K—Ar 同位素蜕变计算矿物年龄的地质原理可以表述如下:某含钾矿物(或岩石)在结晶时没有放射性氩混入,结晶后 K—Ar 处于封闭体系,则此矿物(或岩石)中 Ar~(40)∶K~(40)的含量是年龄的函数。上述原理是以两个假设为前提的:第一,假设结晶时没有放射性氩混入;第二,假设结晶之后,K、Ar 处于封闭体系。但是,实际上上述两个假设往往是不能满足的。这是因为:①现     

内蒙古哈达门沟金矿成矿流体来源的氦、氩同位素示踪

内蒙古包头市哈达门沟金矿床是华北陆块北缘乌拉山-大青山地区的大型金矿床,矿床赋存于新太古界乌拉山群黑云角闪斜长片麻岩、角闪黑云二长片麻岩和含石榴石黑云斜长片麻岩中,成矿流体性质不明。文章对哈达门沟金矿主要载金矿物黄铁矿开展了流体包裹体中的He、Ar同位素组成研究。研究表明,赋存于黄铁矿流体包裹体中的4He含量为(83.92~606.46)×10-8cm3STP/g,n(3He)/n(4He)值为0.19~0.91Ra,幔源He的含量为2.62%~13.73%,平均为9.95%,表明成矿流体中的He主要来源于地壳,大约10%来源于地幔。~(40)Ar含量为(71.22~308.22)×10~(-8)cm~3STP/g,~(40)Ar/~(36)Ar比值变化于2793.6~7253.5之间,在n(~(40)Ar)/n(~(36)Ar)与R/Ra图解和n(~(40)Ar*)/n(4He)与R/Ra图解中,显示地壳氩和地幔氩的混合来源特征。结合已有的氢、氧、硫同位素研究,认为哈达门沟金矿成矿流体主体为地壳来源,但幔源流体的加入清晰可辨,乌拉特前旗-呼和浩特山前断裂很可能为富钾质壳幔混合流体的运移提供了通道和动力。     

地热积累和释放与地壳运动和地球演化的关系——自然界矛盾统一的一个重要表现

地球内部天然放射性元素在不断衰变过程中所产生的地热能对地壳运动和地球演化必然要发生重大影响,甚至是决定性的影响。国内外学者早就注意到这个问题。侯德封等综合国外研究结果计算出地球中四种主要放射性同位素~(238)U、~(235)U、~(232)Th和~(40)K通过衰变每年所产生的热量为6.435×10~(20)卡。虽然这种计算不可能很准确,国外各家计算结果也有一定出入,但可以肯定衰变所产生的热量是非常巨大的。按照他们的计算,只要经过几亿年的积累,就可使整个地壳达到溶化程度。其所以没有出现这种情况,是因为地     

应用49-2反应堆进行~(40)Ar/~(39)Ar定年及迁安曹庄群斜长角闪岩年龄谱的地质意义

基于~(39)K(n,p)~(39)Ar快中子核反应和~(40)K的K-层电子捕获衰变成~(40)Ar的机理而进行定年的方法,谓之~(40)Ar/~(39)Ar快中子活化定年法,此法又分为全熔融法和阶段加热法两种,后一种方法可以得到一条~(40)Ar/~(39)Ar视年龄随~(39)Ar析出量而变化的年龄谱线,依此谱线可以判断地质体是否受过扰动,以及该地质体早期结晶年龄和后期受扰动的年代(王松山,1982)。     

20世纪地学12项重大发现

P.D.洛曼进行了如下评述:1 放射性衰变用来确定地球年龄;为地球的化学分异作用提供了一种独立的证据;由放射性衰变产生的热,为地质作用提供了另外一种新的内部能源。放射性示踪技术将放射性同位素和稳定同位素比值用作岩浆、气体和流体成因的证据。如~(87)Sr/~(86)Sr,Nd/Sm。2 地球的内部结构发现了地核,在大约2900km 的深度上地震波速度突然下降,整个内核呈固态,成分主     

帕米尔构造结塔什库尔干碱性杂岩同位素年代学研究

利用高精度锆石SHRIMP U-Pb法测定了帕米尔构造结中东部塔什库尔干碱性杂岩的年龄,岩体不同岩石类型的年龄均为11Ma,与野外证据吻合。通过与该杂岩体钾长~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄(23Ma、13Ma)对比研究,~(40)Ar/~(39)Ar定年结果明显偏老,认为是由于钾长石中含有过剩氩所致,并分析了过剩氩存在的可能原因。因此塔什库尔干碱性杂岩的活动时代可以确定为11Ma,而且钾长石不宜作为该杂岩体测年的理想对象。结合岩体的成因及构造意义,认为在11Ma前,帕米尔构造结地区已具有加厚下地壳的特征。     

氩的中子活化分析用于测定矿物、岩石的钾-氩年龄

测定含钾矿物或岩石的钾-氩地质年龄,要求精确分析样品的放射成因Ar^40的含量。目前广泛应用的是体积法和同位素稀释法。前者用麦氏压力计测定自样品析出的氩的总量,然后根据氩的同位素分析数据,扣除混入的非放射成因氩;后者采用稳定同位素稀释     

西藏拉萨地块高镁超钾质火山岩及对南北向裂谷形成时间和切割深度的制约

青藏高原拉萨地块南北向裂谷中发育少量中新世高镁超钾质火山岩,岩石具有较高的SiO2含量(53%~50%),同时具有极高的K2O(7%~6%)、MgO(11%~8%)、Cr(500×10-6~400×10-6)、Ni(400×10-6~260×10-6)含量,较高的放射性成因87Sr/86Sr(0.7265~0.7199)、非放射性成因143Nd/144Nd(0.511844~0.511769)比值,δ18OVSMOW值较高,变化范围很大(10.4‰~6.4‰),其源区为加入了大量俯冲印度地壳的富集地幔。40Ar/39Ar同位素年龄指示他们喷发时代为17~13Ma。结合正断层与火山岩的切割与覆盖关系,指出高原正断层强烈活动时间为23~13Ma,持续了~10Ma,伸展速率为5.6±3.0mm/a。高镁超钾质火山岩与裂谷在时间上的一致和空间上的重合,指示高镁超钾质火山岩与裂谷的形成演化密切相关,高原裂谷系统的建立是由于俯冲印度地壳的断离造成的高原岩石圈的伸展破裂,其活动时期分为2个阶段,首先伴随高原隆升(23~13Ma),随后在重力作用下,促使高原垮塌(13Ma~现在)。     

中国东北地区新生代火山岩的年代学研究

用常规K-Ar、~(40)Ar-~(39)Ar、~(14)C等方法系统测定了东北地区新生代火山岩的年龄,获得近百个有效年龄数据。其精度和准确度都很高,与地质背景相当吻合。对于玄武岩中超镁铁质岩色体也进行了年龄测定尝试、发现包体中含继承氩,并可能存在~(36)Ar过剩。在阶段加热过程中,样品中氩的释放有两个高峰,一个在低温阶段(450—620℃),另一个在高温阶段(>1000℃),约50％的放射成因~(40)Ar在低温阶段释放。     

~(220)Rn气体瞬时活度浓度估算模型

通过对~(220)Rn及其子体衰变特性和特定条件下分布规律的研究,结合迁移、扩散规律以及影响因素等,初步构建~(220)Rn瞬时活度浓度估算模型,模型的提出对今后放射性环境调查评价工作具有参考意义。     

铼-锇同位素地球化学进展

Re和Os是强亲铁元素。Re同位素有：^185Re(37．07％)和^187Re(62．93％)。Os有7个同位素：^184Os(0．018％)、^186Os(1．59％)、^187Os(1．64％)、^188Os(13．20％)、^189Os(16．10％)、^180Os(26．40％)和^192Os(41．0％)。^186Os和^187Os为放射性衰变产物。^186Os由^190Pt通过α衰变而成,^187Os由^187Re通过β衰变而成。     

青海驼路沟钴(金)矿床成矿物质来源的黄铁矿氦氩硫铅同位素示踪

为查明青海驼路沟新型独立钴(金)矿床的成因和成矿物质来源,文章对矿区发育的块状、条带状和浸染状黄铁矿矿石进行了黄铁矿流体包裹体氦氩同位素和黄铁矿硫、铅同位素测试。结果表明,不同类型矿石的成矿流体氦、氩同位素组成基本一致,3He/4He介于0.10~0.31Ra(平均0.21Ra),40Ar/36Ar比值为302~569(平均373),反映钴矿化流体主要来源于在赋矿岩系中深循环的大气降水;矿石黄铁矿硫同位素值分布集中且接近于零,δ34S变化于-4.5‰~+1.5‰,集中在-1.8‰~-0.2‰,显示深部来源;矿石铅以高放射性成因为特征(206Pb/204Pb>19.279、207Pb/204Pb>15.691、208Pb/204Pb>39.627),且自地层围岩→区域早古生代火山岩→矿石依次明显增大,可能指示高放射性成因矿石铅主要是由以深循环大气降水来源为主的热液不断从围岩地层中淋取而来。     

青藏高原北部可可西里地区新生代钾质火山岩地球化学特征及成因

青藏高原北部可可西里地区分布的中新世钾质火山岩(7.77～17.82Ma)主要为粗面安山岩、粗面岩和少量次火山相的流纹斑岩。主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明,该套钾质火山岩强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,明显亏损Nb-Ta-Ti元素,具有较高的~(87)Sr/~(86)Sr:0.707346～0.714915,较低的ε_(Nd)值:-3.70～-6.97,和较高的放射性成因Pb同位素组成(~(207)Pb/~(204)Pb=15.65～15.76,~(208)Ph/~(204)Pb=38.98～39.35,~(206)Pb/~(204)Pb=18.67～18.78)。上述特征指示岩浆源区可能是与古俯冲消减物质有关的EMⅡ型富集地幔。三大岩类的地球化学成分变异表明:该钾质火山岩系列是富集地幔(金云母-尖晶石二辉橄榄岩和金云母-石榴石二辉橄榄岩)低度部分熔融产生的母岩浆经过较强结晶分异形成的,其中流纹斑岩在岩浆后期可能经历了更为复杂的地壳混染和结晶分异过程。     

K-Ar法地质年龄国家一级标准物质ZBH-25黑云母的研制

ZBH-25黑云母采自北京房山花岗闪长岩体。它的~(40)Ar/~(39)Ar 阶段加热实验结果表明,~(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96%,~(40)K-~(40)Ar~*同位素体系封闭良好,证明该黑云母结晶以后未受过热扰动。坪年龄为133.0±0.3Ma,总气体年龄为132.1±0.6Ma;~(36)Ar/~(40)Ar-~(39)Ar/~(40)Ar 反等时线年龄为133.1±1.3 Ma,~(40)Ar/~(36)Ar 初始值为293.5±1.6,与大气氩丰度比(295.5±0.5)处于同一范围,表明样品不含过剩氩。激光显微探针单颗粒坪年龄为132.8±0.2Ma,年龄谱和 K/Ca 谱线平坦,激光熔样总气体年龄为131.3±0.2Ma(图6)。这几个 Ar-Ar 年龄的一致性,说明样品具有良好的均匀性和稳定性,是理想的 K-Ar 和 Ar-Ar 法年龄标准物质。对均匀性检验数据进行统计学方法检验,在0.05显著性水平下,证明 K 和~(40)Ar~*的 F 分布值小于 F 临界值,说明该样品是均匀的。国内外14个实验室参加了 K 含量的定值分析,15个实验室参加了~(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都服从正态分布并具等精度。在置信概率为0.95时,~(40)Ar~*和 K 含量的相对标准偏差都小于0.5%。两个特性量值定值分析结果的一致值和不确定度分别为:~(40)Ar~*=1.817±0.013×10~(-9)mol/g,K=7.60±0.02%,K-Ar 年龄(标准值)=132.9±1.3Ma(2σ).此标准物质纯度为98.8%,粒度为0.25-0.63mm,总重量为5800g,缩分成最小样品单元共400瓶,每瓶重量为14.5g。可供我国 K-Ar 和 Ar-Ar 法同位素年代学实验室使用120年。