第四纪测年研究新进展

第四纪与人类的关系及其在地质历史中的重要位置,需要高精度高分辨率的测年。第四纪地质学家们改进、发展了许多第四纪的测年方法。文章主要从岩石地层法、生物法、磁性地层法、考古法、放射性定年法等方面讨论了近年第四纪测年的一些研究进展。目前,这些方法的主要进展表现在由于科学技术的提高,如激光显微探测技术等,使得测年的精度、功效显著提高而样品的用量却有了显著的降低,并且拓展了一些测年的应用领域,如电子自旋法应用于冰碛物的测年,其据测年结果建立的序列可与深海氧同位素阶段对比。但要使得测年的可靠性增强,则需要有丰富的地质工作经验,根据所测样品的特征选择恰当的测年方法,且要尽量选择多种适当方法进行对比测年。      

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.     

稀有金属花岗伟晶岩锆石、锡石与铌钽铁矿U-Pb和白云母~(40)Ar/~(39)Ar测年对比研究——以阿尔金中段吐格曼北锂铍矿床为例

稀有金属花岗伟晶岩年代学是花岗伟晶岩型稀有金属矿床研究的重要内容。目前测年方法较多,但不同方法测试结果的对比研究亟待开展。我们选择吐格曼北花岗伟晶岩型锂铍矿床3条含矿伟晶岩开展锆石、锡石、铌钽铁矿及白云母四种矿物不同方法的测年对比研究。结果显示:1)ρ31白云母-锡石伟晶岩中锡石238U/206Pb-207Pb/206Pb谐和年龄为468±8.7Ma (MSWD=1.1,N=39)、白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩中锆石206Pb/238U谐和年龄为458.7±2.3Ma (MSWD=7.2,N=16); 2)ρ38白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩中锆石206Pb/238U谐和年龄为454.7±4.0Ma (MSWD=8.0,N=10)、白云母40Ar/39Ar坪年龄为350.2±1.6Ma (MSWD=4.7); 3)ρ87含铌钽铁矿-白云母-石英伟晶岩中铌钽铁矿206Pb/238U谐和年龄为464.1±2.7Ma (MSWD=5.2,N=39)。可以看出,铌钽铁矿与锡石的U-Pb年龄在误差范围内一致,可能代表花岗伟晶岩岩浆结晶的年龄; 2件样品的蜕晶化锆石U-Pb年龄也可以对比,可能代表岩浆锆石蜕晶化后经流体交代作用及重结晶作用导致U-Pb同位素系统重置的时间。白云母Ar-Ar年龄明显晚于铌钽铁矿、锡石和锆石的U-Pb年龄,鉴于ρ38白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩脉中白云母与锂辉石发生了强烈变形与蚀变,认为变形的白云母记录的是叠加变形与热液蚀变的时间。由此推断吐格曼北锂铍花岗伟晶岩形成于468～454Ma,这意味着阿尔金山地区中-晚奥陶世可能存在持续时间较长的稀有金属成矿事件。基于花岗伟晶岩矿物成因与吐格曼北锂铍花岗伟晶岩不同方法测年对比结果,可以得出以下结论:铌钽铁矿与锡石的U-Pb年龄可代表伟晶岩岩浆结晶的年龄,蜕晶化的锆石U-Pb年龄记录的是岩浆锆石蜕晶化后经流体交代作用及重结晶作用导致U-Pb同位素系统重置的时间,含钾矿物的40Ar/39Ar年龄能够约束伟晶岩的变形与蚀变年龄;多种定年方法的联合约束可以更好地限定稀有金属花岗伟晶岩的各个阶段成矿事件时间。     

辽西北票地区南天门断裂的第四纪活动

作者通过野外地质调查,通过对断层角砾,断层泥的ＥＳＲ法年龄测定和断层上盘黄土的光释光法年龄测定,认为辽宁北票发生于中生代燕山期的南天门断裂,也是一条切割了晚更新世马兰黄土的第四纪活动断裂。     

Fe、H2法加速器质谱仪（AMS）14C测年石墨靶制备系统的建立

加速器质谱仪14C测年方法的出现引起了14C测年技术的一场深刻的变革，它以用样量少，扩大了14C测年应用范围，可以对晚更新世以来的地质剖面进行高精度和高分辨率测年的研究。本实验室按国家地震局“八五”重点项目“85-14”要求，筹建了一套加速器质谱仪（AMS）14C测年石墨靶制备系统。对该系统的测试表明，制备的石墨靶符合加速器质谱仪测量的要求，可以进行样品的14C测年。     

念青唐古拉花岗岩的同位素年龄测定及其地质意义

念青唐古拉花岗岩体位于西藏当雄县境内,是拉萨地块中部出露的巨型侵入岩岩基,其面积超过1500km2,以大面积出露的黑云母二长花岗岩为主体。本文分别应用单矿物K-Ar法、全岩-单矿物Rb-Sr等时线法和高灵敏度高分辨率离子探针法(SHRIMP-)对念青唐古拉岩体不同位置上的代表性岩石样品进行同位素测年,得到中细粒黑云母二长花岗岩的K-Ar年龄为8.49±0.14Ma,Rb-Sr等时线年龄为8.07±0.35Ma和8.70±1.40Ma,SHRIMPU-Pb年龄为18.3±0.4Ma;中粗粒黑云母二长花岗岩的K-Ar年龄为9.80±0.35Ma,Rb-Sr等时线年龄为9.33±0.41Ma,SHRIMPU-Pb年龄为11.01±0.24Ma。不同方法测年结果均表明念青唐古拉花岗岩形成于中新世,属拉萨地块内部最年轻的巨型花岗岩岩基,其侵位结晶时代处于青藏高原地壳由南北向挤压增厚向东西向伸展的转变时期,岩浆来源于地壳局部熔融,属后碰撞构造-岩浆活动的产物。     

Timing,pace and controls on ice sheet retreat: an introduction to the BRITICE-CHRONO transect reconstructions of the British–Irish Ice Sheet

Motivated to help improve the robustness of predictions of sea level rise, the BRITICE-CHRONO project advanced knowledge of the former British–Irish Ice Sheet, from 31 to 15 ka, so that it can be used as a data-rich environment to improve ice sheet modelling. The project comprised over 40 palaeoglaciologists, covering expertise in terrestrial and marine geology and geomorphology, geochronometric dating and the modelling of ice sheets and oceans. A systematic and directed campaign, organised across eight transects from the continental shelf edge to a short distance (10s of kilometres) onshore, was used to collect 914 samples which yielded 639 new ages, tripling the number of dated sites constraining the timing and rates of change of the collapsing ice sheet. This special issue synthesises these findings of ice advancing to the maximum extent and its subsequent retreat for each of the eight transects to produce definitive palaeogeographic reconstructions of ice margin positions across the marine to terrestrial transition. These results are used to understand the controls that drove or modulated ice sheet retreat. A further paper reports on how ice sheet modelling experiments and empirical data can be used in combination, and another probes the glaciological meaning of ice-rafted debris.     

二次离子质谱第四纪锆石年代学:台湾金瓜石英安岩定年

高精度第四纪年代学是第四纪研究的基础,对了解地球演化和发展非常关键。大型二次离子质谱(SIMS)锆石U-Th-Pb定年方法,集高空间分辨率、高精度、高效率和近无损分析等优势于一体,可以提取矿物微区中记录的丰富地质信息,在第四纪年代学研究中具有很大的应用潜力。文中对SIMS第四纪锆石原位微区年龄测定的基本原理、分析校正方法进行介绍,并报道我们测定台湾第四纪金瓜石英安岩锆石U-Pb年龄的结果((1.166±0.020)Ma)。     

地面测年技术——宇生同位素测年

宇生同位素测年法是一种用于地面测年的技术,它能够测出103～106a之间的地貌面的裸露年代。常用的宇生同位素有³He、¹⁰Be、²¹Ne、²⁶A1、³⁶Cl。地面宇生同位素的浓度与时间和地面侵蚀速率之间存在着函数关系。该测年法在地貌学年代测量中具有很大的潜力。     

Geochronology of the Narenwula W polymetallic deposit in Inner Mongolia and its implications for ore prospectingSCIEI北大核心CSCD

内蒙古那仁乌拉石英脉型钨多金属矿床是我国大兴安岭西南段近年来新发现的一个以钨为主,伴生有铋、银、锌、铜的大型矿床。然而,该区经历过多期次复杂的构造-岩浆活动,目前该矿床与区内不同期次岩浆活动的关系还不清楚,这不仅制约了对该矿床成因的认识,也阻碍了该地区钨矿找矿勘查工作的部署。本文选择区内粗粒二长花岗岩中的锆石、独居石以及石英脉型矿体中的黑钨矿、锡石开展精细的原位LA-HR-ICP-MS U-Pb年代学研究,进而构筑精细成岩成矿年代学框架。结果显示,花岗岩的锆石和独居石U-Pb年龄分别为146.2±2.2Ma和144.2±0.8Ma,二者在误差范围内一致,表明含矿花岗岩形成于晚侏罗世;主成矿期石英脉型矿石中的黑钨矿和锡石的U-Pb年龄分别为136.7±1.0Ma和137.8±1.9Ma,二者在误差范围内一致,表明该区钨锡矿化主要发生于早白垩世。由于含矿花岗岩的侵位年龄与成矿年龄之间存在超过10Myr的时差,考虑到同一岩浆-热液演化过程难以长达10Myr,表明含矿花岗岩仅仅为赋矿围岩,而与钨锡矿体无成因上的联系,并暗示区内存在与钨锡成矿有关的早白垩世隐伏的高分异花岗岩小岩体,深部具有钨锡矿找矿潜力。结合区域已有资料,本文提出那仁乌拉钨矿的形成主要受蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的伸展过程控制,并可能受到古太平洋俯冲作用远程效应的影响。     

柴北缘榴辉岩的峰期和退变质年龄：来自U—Pb及Ar—Ar同位素测定的 …

柴北缘大柴旦榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相变质条件为特征的片麻岩中。选择新鲜的保存较好的榴辉岩分别进行Ｕ－Ｐｈ和Ａｒ－Ａｒ同位素年代学测定,含石榴子石的白云母片麻岩（此榴辉岩的围岩）被选用于白云母的Ａｒ－Ａｒ测定。榴辉岩的 Ｕ－Ｐｈ测定显示~（２０６）Ｐｂ／~（２３８）Ｕ表面年龄统计权重平均值为（４９４． ６±６． ５）Ｍａ,代表榴辉岩的峰期变质作用年龄。同样榴辉岩样品的多硅白云母被分选出用于~（３９）Ａｒ－~（４０）Ａｒ年代学测定。测定结果获得的坪年龄为（４６６． ７±１． ２）Ｍａ,等时线年龄为（４６５． ９±５． ４）Ｍａ,代表榴辉岩在退变过程中的冷却年龄;围岩中白云母的~（３９）Ａｒ－~（４０）Ａｒ年代学测定,获得等时线年龄为（４７７． ６７±１７． ７２）Ｍａ。相似的 Ａｒ－Ａｒ年龄值表明,榴辉岩和围岩在抬升过程中经历了一致的冷却及退变质历史。     

第四纪沉积物测年新进展

由于沉积环境和沉积物类型与成因的差异,第四纪沉积物岩性、组成会随时间变化,并且结构和厚度在空间上也可能发生明显变化,使得长期以来难以测得其准确年代。论文对K/Ar法和⁴⁰Ar/³⁹Ar法、玻璃陨石法、铀系定年、氨基酸外消旋法、宇宙成因核素法、电子自旋共振定年等各种方法的定年范围和测定对象进行了介绍,分析了第四纪测年方法新进展存在的主要问题和改进途径。要提高所测年代结果的可靠性和准确度,不仅需要丰富的地质工作经验,还需要选择最恰当的定年方法,并且尽可能用多种定年方法进行交叉对比。随着第四纪环境演变及全球气候变化等方面的研究日益受到地质学者的关注,相信第四纪沉积物定年方法在全球气候变化、环境演化等研究领域具有更加广阔的发展前景。     

甘肃巴谢剖面黄土-古土壤的光释光测年研究

光释光（OSL）测年是测定第四纪沉积物年龄的一种新技术。它通过单色光束激发使晶体中储存的电离辐射能释放出来。与热释光（TL）测年相比，OSL测年可以不考虑残留的OSL信号，而且测量具有简便、迅速且准确等优点。本文用细颗粒光释光技术对甘肃巴谢剖面的黄土-古土壤进行了测定，其测年结果与14C测年结果相吻合。这表明，光释光是一项极潜力的年代学技术。     

湖泊沉积物的14 C和光释光测年* ——以固城湖为例

富含有机质的湖泊沉积物被认为是¹⁴ C测年建立古环境记录年代标尺的理想材料,光释光测年方法近年开始应用于水成沉积物的定年。应用¹⁴ C和光释光两种方法对江苏固城湖湖心钻孔岩芯进行了年龄测定,结果表明全样有机质的¹⁴ C年龄与石英的光释光年龄存在系统差异,后者较前者年轻约2000年。系统光释光测年研究排除了光释光年龄低估的可能性,所以,二者的差异可能是湖泊沉积物碳库效应的反映。     

冰川沉积释光测年： 采样策略与测试选择

释光测年是可对冰川地貌进行直接定年的一种测年技术,已被广泛应用于冰川沉积测年中,推动了第四纪冰川研究的深入发展。但冰川沉积释光测年还没有达到标准化的程度,实际应用中仍有不少问题需要探究,其中最受关注的是冰川沉积物释光信号晒退不完全的问题,即样品在埋藏前因曝光机会有限导致信号没有归零或仅部分归零。冰川沉积释光信号晒退程度与地貌部位和沉积环境密切相关。冰川沉积释光采样需注意几个方面：（1）详细的地貌学和沉积学调查及对采样点的选择;（2）较适合释光测年的冰水沉积和冰缘风成沉积采集及其与冰川作用期次的联系;（3）冰碛夹层中的冰水砂透镜体的选取;（4）冰碛垄采样时垂直与水平方向上的考量;（5）岩石释光测年的发展使砾石成为当前第四纪冰川释光测年采样的一种选择。室内进行释光等效剂量测试时,也有几个关键的选择：（1）粗颗粒石英光释光测年是末次冰期以来冰川作用的首选方法;（2）如果样品年代老于石英测年上限,或者石英不适合测试,则可考虑钾长石后红外高温释光测年方法;（3）单颗粒、小测片和岩石释光埋藏测年技术可以鉴别样品的晒退情况,是目前最适合冰川沉积释光测年的几种选择;（4）如有条件,尝试用不同矿物、不同粒径、不同方法进行测试对比和交叉检验。要获得第四纪冰川释光测年的最佳年代学结果,地貌学、沉积学和年代学的结合是非常必要的。     

上海金山群斜长角闪岩Sm—Nd和Ar—Ar同位素年龄测定

上海地区经钻孔揭示的基底变质地层，即金山群中斜长角闪岩类经全岩Ｓｍ－Ｎｄ等时线法测定其年龄为１２６４±１１３Ｍａ，εｎｄ（ｔ）为１．５±１．９。而从中分选出的角闪石的＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ体系则反映了后期多次热事件的叠加。上述测定结果反映了本区在中元石代的壳增长及显生代期间多期改造的复杂地质演化过程。     

石笋的ESR和 U系年龄及古气候研究

对北京周口店第四地点洞穴的石笋进行了ＥＳＲ测定，用封闭平衡模式计算了它们的ＥＳＲ年龄，并与Ｕ系年龄地对比，它们的平均年龄十分一致，测定了石笋的氧和碳同位素，获得了北京地区（１．５￣０．５）×１０＾５ａ间古气候变化的信息。     

Rb-Sr and U-Pb isotope studies on migmatites from the Schwarzwald (Germany): constraints on isotopic resetting during Variscan high-temperature metamorphism

Mineral and isotope studies were undertaken on migmatites from the Schwarzwald, Moldanubian zone of the Variscan belt. The aims of the study were to date the migmatite formation and to determine the processes involved in migmatization in order to evaluate their influence on isotopic resetting. Textural evidence and the comparison of mineral compositions from leucosomes and mesosomes of two centimetre-scale migmatite profiles, respectively, suggest that migmatitic textures and mineral assemblages were formed by metamorphic segregation (deformation-enhanced mass transport) rather than by partial melting (anatexis). The results of Rb-Sr thin-slab dating on these profiles indicate that Sr isotopes were not completely reset during migmatization. No true isochron ages, but ages of approximate isotopic homogenization were obtained on the thin slabs by calculating ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios back to various stages in their evolution. The coincidence of these Rb-Sr data with U-Pb ages of monazites from migmatites and non-migmatitic gneisses shows that gneisses and migmatites were formed during the same high-temperature event in the Carboniferous (330-335 Ma). The observation that high-temperature metamorphism failed to equilibrate Sr isotopes on the centimetre-scale imposes limitations on the use of conventional whole-rock isochron techniques in dating migmatites.     

江西岿美山钨矿矿床的成矿年龄及地质特征

江西省定南县岿美山钨矿区位于南岭东西向构造带东段与武夷山北东-北北东向构造带南段的复合部位,是赣南地区以石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿共生为特征的钨矿床,其是否为南岭地区燕山期的成矿作用,一直没有精确的年代学研究成果。本文采用锆石SHRIMP U-Pb定年和辉钼矿Re-Os同位素定年技术,对岩体年龄和成矿年龄进行了精细的测定,获得成矿黑云母花岗岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄为（157.7±2.7） Ma（n=11,MSWD=1.9）,黑钨矿石英脉的辉钼矿Re-Os等时线年龄为（153.7±1.5） Ma（n=5,MSWD=0.16）,显示岿美山区是华南地区中生代钨矿大规模成岩成矿作用的产物之一。根据“五层楼+地下室”的找矿模型,并结合矿区的最新找矿线索,研究认为在矿区深部岩体的内外接触带具有存在新矿体的可能性,该区深部具有较大的找矿潜力,同时探索性地提出赣南地区石英脉型钨矿深边部存在矽卡岩型钨矿化的可能,对区域钨矿的深边部找矿工作具有指导意义。     

从黑河流域地下水年龄论其资源属性

地下水资源的可持续性是当前干旱区流域水资源管理的首要问题之一 ,我国西北内陆干旱区地下水的可持续开发必须首先要了解地下水系统的更新能力 ,地下水的放射性同位素测年可以提供系统循环时间和更新能力的重要信息。本文利用地下水中放射性氚 (3H )和碳 (1 4C)测年方法 ,计算黑河流域地下水的年龄 ,进而讨论地下水的更新性。结果表明 :潜水年龄多数小于 5 0 a,具有可再生的资源的属性 ,其中山前戈壁带和张掖盆地细土平原潜水地下水年龄小于 4 0 a,为 196 3年以来补给。酒泉东盆地排泄区承压含水层中地下水的年龄为 2 338～5 5 6 9a,额济纳附近的深层承压含水层中 ,地下水的年龄为 5 4 86～ 86 30 a,地下水资源更新性较差。但是张掖盆地河流附近深层承压地下水年龄小于 5 0 a,具有一定的更新性。上述认识不仅对黑河流域水资源管理和生态环境建设具有重要意义 ,而且对西北类似的内流盆地的地下水系统的研究有着借鉴意义