大别造山带核部花岗岩岩体的热演化及其隆升历史

天堂寨花岗岩、九资河花岗岩和石鼓尖花岗岩位于大别造山带的核部,并且是大别山最高峰所在地。根据同位素体系冷却年龄理论,不同封闭温度矿物的年龄可反映地质体的生成年龄和冷却年龄。一般认为,封闭温度高的与地质体（如侵入体）结晶温度接近,其记录的年龄近似代表结晶年龄,封闭温度低的年龄则是其冷却年龄,而冷却年龄反映了岩石的隆升和剥蚀的历史。据此,将我们测试的和收集的三个岩体不同封闭温度矿物的同位素年龄列表如下（表１）,其中ＵＰｂ法锆石年龄代表的是岩体结晶年龄,其它方法获得的年龄都是岩体的冷却年龄。石鼓尖岩…     

同位素年龄频谱统计与显生代年表

五十年代以来，随着同位素年代学研究资料的积累，关于地球物质同位素年龄数据在时间与空间上分布的规律性已引起了人们广泛的注意。由于岩石、矿物的年龄是局部地质事件的记录，那么从某大陆或全球整体来讲，年龄数据分布显然将反映出地球物质演化在时间和空间上一定的规律性。早在1952年A．霍姆斯就提出过南半球各大陆年龄数据的相     

热年代学基本原理、重要概念及地质应用

岩石和矿物的同位素年龄从根本上取决于它们的综合热历史,而热年代学是一种能够分析其热历史的技术。岩石中一些矿物核衰变会生成子产物(同位素或矿物晶格的结构损伤),而热活化会使这些子产物逸失,热年代学主要分析子产物累积和逸失之间的相互关系。由于温度随地球岩石圈深度增加而升高,因此可以将温度信息转换为热年代学数据;应用热年代学可以分析岩石在给定时间内停留在地表以下的深度,从而获得地表到下地壳的多种地质过程的关键信息,其分析原理在于其同位素封闭系统。同位素系统在高温下均会表现为开放系统,即子产物通过扩散比核衰变逃逸更快;在低温下则表现为封闭系统,即子产物逃逸速率非常慢,以致在百万年为单位的地质时间都可以保留在原岩石和矿物中。从开放系统到封闭系统的切换不是瞬间完成,而是在离散的温度区间内进行的,这个区间称为部分保留区。封闭温度位于这个温度区间内,可以定义为热年代学系统中与其表观年龄相对应的温度。本文介绍了封闭温度≤350～400℃,(40)~Ar-(39)~Ar、裂变径迹和(U—Th)/He的测年原理、发展历史和样品选择;详细分析了封闭温度,部分退火区与部分保留区,裂变径迹年龄类型,滞后时间等重要概念;说明了岩体垂直运动、温度历史和其子产物积累之间所代表的年龄—海拔关系;进一步阐述了抬升、剥露和剥蚀定义,以及是否考虑均衡回弹情况下的关系。热年代学与其它年代学应用案例包括:约束地层和矿产年龄、隆升剥蚀、盆地演化、构造演化、矿床热历史演化与保存变化等方面。地球科学研究不断深化,综合热年代学有助于其更深入研究,可以带来更多丰硕成果。     

化学风化过程中的Rb-Sr同位素:假等时线形成机制及其意义

利用RbSr衰变系列对结晶岩进行地质年龄测定是一种广泛应用且十分成功的同位素测年技术^[1]。而风化作用往往使岩石和矿物的铷锶含量及同位素比值发生变化,无法再进行RbSr同位素计年。但许多风化岩石的⁸⁷Sr⁸⁶Sr与87Rb86Sr之间仍存在类似等时线的线性相关关系,有时甚至形成一条非常理想的“RbSr等时线”^[1]。迄今为止,仍少有研究仔细探讨这种“等时线”的具体形成机制,明确其实际意义。本文以江西南部黑云母花岗岩、花岗斑岩和片岩风化壳为例,通过对风化过程中主要矿物、铷锶含量及同位素变化规律的研究,探讨风化条件下RbSr假等时线的具体成因和意义。研究显示     

同位素地质年龄受热扰动后的校正

本文结合国内外实际资料,探讨引起同位素地质年龄偏差的原因,主要是矿物的扩散作用,即单矿物里由于放射性衰变所形成的同位素子体,热散从矿物内部扩散到边部,从一种矿物散到另一种矿物,造成放射性子体的丢失。一个受后期热源扰动的地质体的年龄与样品距热源的距离,存在两部分曲线关系,距离热源较近的一段距离内,放射性母子体比值与距离呈直线关系,而后呈指数函数关系。据此,提出指数方程和直线方程进行年龄校正。     

同位素地质年代学及在地质学中的应用(英文)

一些元素（Ｋ,Ｒｂ,Ｒｅ,Ｓｍ,Ｌｕ,Ｕ和Ｔｈ）的自然长寿命放射性同位素,衰变为另种元素稳定同位素的作用,广泛应用于岩石和矿物的年龄测定。这种测年提供了关于地球地质历史的信息,并已用于标定地质年代表。同位素测年的物理原理并不难理解,但所需要的测定技术,则要求同位素地球化学家利用地质人员采集的样品进行熟练精细的操作。对测年结果的解释也应由双方合作进行,并且在很大程度上依靠区域和地区的地质信息。笔者只介绍最广泛应用于测定岩浆岩和变质岩年龄的同位素方法,其余的一些方法只一提而过,详见同位素地质年代学专著     

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     

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。     

稳定同位素动力学及其地质意义

稳定同位素平衡分馏资料已广泛应用于地质研究中,对探讨成矿物质、成矿流体来源、矿床成因及成矿机理等起了重要作用。然而其应用的前提必须假设:(1)地质体系中共生矿物间及与介质流体间已达到同位素平衡;(2)矿物的形成温度作为终止同位素交换的封闭温度。但大量的资料表明,许多地质体中共生矿物间并非都达到了同位素平衡,矿物的形成温度并非就是同位素交换的封闭温度,这正是目前一些同位素资料互相矛盾,不能得到合理介释的原因所在。例如,同位素地温计与相平衡证据不符,共生矿物之间没有统一的同位素平衡关系,由共生矿物对计算的同位素温度不一致;同一矿物或共生矿物的氧、氧同位素组成之间及硫酸盐矿物中硫、氧同位素组成之间的不一致等等。这些都反映出仅用平衡分馏原理不能全面、合理地解释地质问题。地质过程是一个漫长而复杂的演化发展过程,许多矿     

答读者问

《中国地质》编辑部:法的新突破。 测定同位素年龄的方法很多,数据也常 三、初一银（Rb—Sr）法,也是当前。常不一致,请说明各种方法测定数据的可靠 同位素地质年代学中的主要方法之一,可以性,其优、缺点有哪些?怎样正确运用?测定大部分火成岩、变质岩、某些沉积岩、 广西 李志才 火山岩的矿物和全岩、陨石、月岩、月壤等 答:各种同位素年龄计时的方法各有所 的形成时代。利用Rb-Sr等时线法可以测定长,正确应用十分重要。现简述如下:一次或多次变质的时代,且同时可以 一、铀一铁一铅（U—Th一Ph）求得不同地质体在不同地质事件中所法,是一种经典方法,主要是测定中 具有的初始S。”/S。”比值。利用银同生代以及古老的变质岩和岩浆岩的年 位素来研究它们的演化,使Rb-Sr法龄,既能确定成岩时代,也能确定原 具有独特之处（由于Rb-Sr衰变体生矿物的年龄和变质矿物的年龄及其 系中的母、子体均为固体,不易迁_变质时代。此法还有一个优点,一个 移、丢失,能较好地在矿物中保存,样品可以同时获得四个年龄,而且四 特别是岩石封闭体系。不足之处是个年龄值往往是不完全一致的。利用Rb”的半衰期尚难以准确测定,给这一特征,一方面可互相对比来确定 年龄计算带来了误差。又因半衰期年龄结果的可靠性,另方面,可用     

热液矿床中含钙矿物的Sm-Nd同位素定年

Sm、Nd的离子半径相似、化学性质很相近,母体衰变形成的子体易在矿物晶格中保存下来,故矿物或岩石中的Sm—Nd同位素体系易保持封闭,具有较强的抗风化、抗蚀变能力,是一种有效的定年工具。但长期以来,Sm—Nd同位素体系主要用于前寒武纪地质年代学研究,研究对象主要限于陨石、月球岩石、古老的基性、超基性岩和前寒武纪老地层等。近年的研究表明,热液矿床中一些含钙矿物,其REE含量较高,Sm／Nd分馏明显,是很有潜力的Sm—Nd同位素定年对象,能对矿床的成矿时间进行精确制约。本文对萤石、白钨矿、方解石、电气石等常见热液含钙矿物的Sm—Nd同位素研究现状进行归纳总结,并对该方法在中国热液矿床中进一步的应用前景进行了展望,以期促进Sm—Nd同位素成矿年代学在我国的推广和应用。     

地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试

在缺少糜棱岩形成温度资料的情况下,糜棱岩的形成深度、与所叠加岩石的关系、变质演化、抬升-剥露历史、矿物的变形机制、同位素年龄数据的解释等一系列问题就很难得到正确合理的解释.适用于低温条件下的白云母-绿泥石地质温度计、白云母-黑云母地质温度计和绿泥石成分温度计仅在区域变质岩中应用过,从未在糜棱岩中使用.本文利用郯庐断裂带南段（安徽段）韧性剪切带内糜棱岩中同构造新生的白云母、黑云母和绿泥石,首次尝试上述3种地质温度计在糜棱岩中的应用.糜棱岩中新生矿物组合及长石变形行为显示,糜棱岩的变形温度为350℃～450℃.利用白云母-黑云母地质温度计和绿泥石地质温度计获得的温度值分别为672℃～1116℃和470℃～520℃,高于糜棱岩的形成温度,指示这2个地质温度计不适用于计算低温糜棱岩的形成温度.而利用白云母-绿泥石地质温度计获得的温度值与糜棱岩的形成温度相吻合,这表明在上述3种低温地质温度计中,只有白云母-绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的形成温度测定.     

川西沙坝麻粒岩的Sm-Nd和Rb-Sr同位素年龄及其地质意义

首次测定扬子板块西缘古老的结晶基底岩石沙坝麻粒岩Sm Nd矿物等时线年龄为 114 0± 110Ma ,代表中元古代末期麻粒岩相变质作用时代。Rb -Sr矿物等时线年龄为 2 18± 11Ma ,可能为晚古生代至早中生代基性岩浆侵入的热扰动改造年龄。其亏损地幔模式年龄TDM 为115 8Ma ,表明沙坝麻粒岩的原岩在成岩之后不久即经受麻粒岩相变质作用。根据上述年龄以及紫苏辉石中Nd同位素封闭温度和40 Ar/ 3 9Ar年龄等资料的计算表明 ,以沙坝麻粒岩为代表的下地壳岩石抬升运动速率是缓慢的     

云母族矿物的氧同位素分馏

利用增量方法对云母族矿物的氧同位素分馏进行了系统的理论计算。结果表明，不同化学成分和结构状态的云母之间存在一定的氧同位素分馏，其１８Ｏ富集顺序在热力学同位素平衡时为：多硅白云母＞钠云母＞锂云母＞白云母＝珍珠云母＞海绿石＞铁云母＞金云母＞黑云母。在４００℃以上的高温条件下，云母－水体系的氧同位素分馏与温度之间的相关性不明显，并且云母相对于水亏损１８Ｏ达１‰－２．５‰。石英－云母体系的氧同位素分馏与温度之间具有显著的负相关性，因此，能够作为灵敏的同位素地质温度计。不过，石英－黑云母对的氧同位素地质测温往往给出岩石冷却过程中的退化再平衡温度，而不是岩石形成温度。     

地球上最古老的矿物年龄和它们的地质意义——同位素地质年代学的重要成果

19世纪以来,放射性的发现,使同位素地质学应运而生。一个世纪以来,地质学家利用放射性提供的测量岩石与矿物年龄的精确方法,不断完善对我们栖居的地球的认识,促进了地质年代学向定量化发展。还对地质学的重要问题如构造、地层、岩浆活动、矿产形成等提供了认识的重要依据。近二十年来,同位素地质迅速发展。测试技术的改进,数据精度的提高,使以往不     

造山带榴辉岩的变质作用P-T-t轨迹研究进展

板块俯冲和折返是板块构造理论的重要组成部分,也是固体地球科学研究的一个前沿方向。俯冲/碰撞造山带内的高压-超高压变质岩经历了俯冲至地球深部而后折返至地壳浅部的复杂地质过程,反演它们的P-T-t轨迹是高压-超高压变质作用研究的重要课题,也是揭示造山带构造演化的一个重要途径。造山带榴辉岩作为高压-超高压变质岩中的一类典型代表,常保留多个变质阶段的矿物组合,较完整地记录了造山带演化的关键信息,是反演P-T-t轨迹的理想样品。根据详细的岩相学观察和矿物成分分析,能识别出榴辉岩不同变质阶段的矿物组合。在此基础上,选取合适的地质温压计或采用相平衡模拟,可获得岩石相应变质阶段的温压条件(P-T)。如何获得多阶段变质年龄(t)和如何匹配变质作用的温压条件和年龄信息,是反演榴辉岩P-T-t轨迹的两个关键问题。本文针对榴辉岩中的锆石、金红石、榍石和褐帘石这四个适用于U-Pb定年的副矿物,从结晶条件和封闭温度等角度评估它们可能记录的年龄信息。结果表明,受限于结晶的温压条件或结晶后的改造作用,单种矿物定年难以获得多阶段年龄,一些实际研究中需要采用多种矿物或多个同位素体系实施定年分析。对于将副矿物从岩石中分选出...     

贵东岩体地质地球化学特征及其形成的构造环境识别

本文在研究贵东花岗岩岩体岩石矿物组合、结构构造等地质特征的基础上 ,运用花岗岩的岩石化学、微量元素和同位素等分析数据 ,采用目前广泛应用的几种岩石化学图解、微量元素和同位素图解等方法 ,判别了贵东岩体形成的构造环境为造山带后碰撞型     

某些金属矿床的形成时代及侵入体的同位素年龄

事实表明,一定地区的内生金属矿床往往与一定时代的侵入体密切有关.因此,查明与成矿有关的侵入体的年龄,并应用于找矿,是有重大实际意义的.这里根据兄弟单位和本所的一些同位素年龄资料,对我国东部矽卡岩铜矿的情况作一初步讨论.一、年龄数据的取舍及其实用意义的估价研究一个岩体的同位素年龄资料时,所得到的数据往往是离散的,而且,经常是数据愈多,离散范围愈大,使人无所适从.这种现象不是偶然的.除去还不十分清楚的条件而外,岩体形成后,足以引起某些放射性母体及子体同位素发生迁移或丢失的地质变动;岩体内岩石凝固时间的不一致,也有可     

闪锌矿中铅同位素比值精确测定时的化学分离方法

在铅同位素地质研究中,方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等硫化矿物是重要的研究对象。利用其铅同位素比值的变化来探索金属矿床的成矿时代、物质来源,找矿方向及研究地球年龄和地球演化方面起了一定的作用。但是,由于这些矿物的铅同位素比值在自然界中变化很小,因此精确测定铅同,位素比值对于铅同位素地质研究具有重要意义。     

地质速率计—矿物氧扩散的应用

概述了同位素封闭体系内的矿物氧扩散和同位素交换机制及其在地质速率计上的应用。火成岩从高温冷却或变质岩从高峰主质温度冷却过程中，由于冷却速度不同，扩散作用导致的矿物晶体内部及晶粒间氧同位素再平衡也有所不同。通过实测岩石中各组成矿物氧同位素比值，模式含量和颗粒半径，据矿物氧扩散和同位素交换模型，可以估算出岩石的冷却速率。