离子探针锆石U-Pb定年

锆石是大型离子探针U-Pb定年技术应用最早和最广的矿物,离子探针U-Pb定年可以有效获取粒径微小锆石或具有复杂环带结构的锆石中不同区域的年龄信息。文中以Cameca IMS 1280型离子探针为例,对离子探针锆石U-Pb定年原理、仪器分析流程、数据校正方法和数据误差分析等多方面进行综述,并总结了近年来离子探针锆石U-Pb定年技术新进展。     

火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上的应用

本文系统总结了沉积岩定年的意义和常用的定年手段,详细介绍了火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上的应用。从火山事件层的分布、火山灰夹层的识别、火山灰锆石的区分、应用实例等方面对前人的研究进行概述,旨在为科研工作者运用火山灰锆石U-Pb定年提供借鉴经验。与传统的成岩矿物K-Ar/Ar-Ar和Rb-Sr定年技术相比,火山灰锆石U-Pb定年在沉积岩定年上具有显著的优势。火山灰夹层具有广泛性和等时性,且锆石U-Pb同位素体系不容易受到扰动,因此火山灰锆石U-Pb定年是高精度沉积岩定年的首选方案。沉积岩定年涉及到野外观察、样品采集、室内岩相学观察及地质年代学分析和年龄解释等多个环节。在这些环节中,识别火山灰夹层是最关键的一点,也是一大难点。这需要明确火山灰夹层的岩石类型并了解火山事件沉积层的分布,在此基础上通过野外观察和室内研究进一步判别,这样可以更加准确地识别出火山灰夹层。此外,火山灰锆石定年需要区分火山灰锆石、碎屑锆石、继承/捕获锆石,可以通过矿物形态学和矿物化学特征来加以区分。

     

碧溪岭岩体中石榴橄榄岩的锆石显微结构及离子探针定年

对碧溪岭岩体中石榴橄榄岩的锆石进行了BSE和CL显微结构分析，并在此基础上用离子探针进行了锆石微区U－Pb定年。锆石CL图像显示其有明显的核边结构，核部具岩浆锆石，边部是变质增生锆石的特征。结合锆石的外形特征认为，边部的变质锆石是在超高压变质作用中重结晶形成的。离子探针分析结果在一致曲线图中构成不一致线，得到上下交点 年龄分别为824±39Ma和254±38Ma。结合CL图像认为上交点824±39Ma的年龄代表其原岩形成年龄，下交点254±38Ma为基超高压变质作用的年龄。另有少量较年龄的捕虏晶锆石，可能来自岩浆上升过程中同化混染的围岩。     

3.8 Ma:青藏高原年轻碱性玄武岩锆石离子探针U-Pb年龄测定

离子探针(SHRIMP)是一种主要用于锆石U-Pb年龄测定的仪器,已获得了大量有意义的年龄数据,但十分年轻地质体锆石年龄测定方面的报道还不多见.报道了北京离子探针中心应用SHRIMP技术测定青藏高原晚第三纪3.8 Ma碱性玄武岩的年龄结果,同时讨论了获得十分年轻地质体高精度锆石U-Pb年龄的条件.     

柴达木盆地北缘达肯大坂片麻岩锆石离子探针U-Pb同位素测年

柴达木盆地北缘达肯大坂地区大面积出露角闪岩相-麻粒岩相变质岩,呈北西向构造岩片形式产出,局部发生过显著的韧性剪切变形.对达肯大坂西北侧片麻岩的锆石进行阴极发光(CL)、背散射电子成像(BSE)和离子探针U-Pb同位素测年,测出锆石206Pb/238U年龄为(417.7±9.9)～(459±10.0)Ma,平均年龄为(439.6±6.1)Ma;锆石呈自形-半自形柱状,环带清晰,Th/U值变化范围为0.45～0.74,指示原岩为中酸性侵入岩.说明达肯大坂西北出露加里东期正片麻岩,原岩为～440 Ma侵位的中酸性侵入岩,其岩浆侵位及变质变形可能与早古生代大陆深俯冲存在动力学成因联系.     

大别山双河地区花岗质片麻岩锆石的离子探针定年

对双河花岗质片麻岩的锆石进行了阴极发光分析 ,结果表明存在两种类型的锆石 (残留锆石和原岩中的岩浆锆石 )。对其进行离子探针定年显示原岩的岩浆锆石形成于 10 2 5Ma ,在超高压和后期的退变质事件中都存在铅丢失现象 ,其 197Ma变质作用的年龄不能反映超高压事件峰期变质作用的年龄。残留锆石的形成年龄为 2 86 1Ma的晚太古代年龄 ,这些锆石在超高压变质作用中发生了较严重的重结晶作用 ,对应于 2 30Ma左右的峰期变质作用的年龄 ,后期退变质作用对其影响较小。     

滇西北普朗斑岩铜矿锆石离子探针U-Pb年龄: 成矿时限及地质意义

应用高精度离子探针锆石U-Pb测年方法,获得普朗斑岩铜矿床中3件矿化石英二长斑岩的锆石年龄分别为228±3Ma、226.3±2.8Ma、226±3Ma。锆石形态和铀钍参数均属典型的岩浆锆石特征,年龄值在误差范围内近似一致,表明形成矿化斑岩的中酸性岩浆从岩浆房快速上升侵位。结合前人已发表的矿化斑岩的黑云母Ar-Ar坪年龄及辉钼矿Re-Os同位素年龄等数据,推测普朗斑岩铜矿的岩浆—热液系统从岩浆侵入至矿化阶段的持续时间可能长达10Ma以上,主成矿期约为216~214Ma。从岩浆房分异出的富含成矿物质和挥发份的岩浆流体在相对较晚阶段对普朗复式岩体发生了强烈的蚀变作用并可能进一步萃取了岩体中的成矿物质。     

闽浙古元古代斜长角闪岩的离子探针锆石U-Pb年代学

闽西北-浙西南的古元古代斜长角闪岩是目前华夏地块出露的最老岩石。对代表性样品进行了元素和离子探针锆石U-Pb年龄分析,其年龄为（1766±19）Ma。结合前人对该地区片麻状花岗岩的锆石U－Pb和Nd同位素的研究资料,认为浙西南-闽西北地区在1.77Ga前发生了广泛的板内玄武岩浆活动,华夏古陆很可能是在古元古代晚期由太古亩地壳再循环物质重熔结晶克拉通化而形成的。     

中朝克拉通老于38亿年的残余陆壳——离子探针质锆石微区U-Pb年代学证据

用离子探针质谱测定锆石微区年龄方法，发现了中国冀东铬云母石英岩中碎屑锆石年龄为3.35-3.85Ga；鞍山地区花岗质糜棱岩中锆石年龄为3.8Ga。     

微量及颗粒锆石U-Pb定年方法

本文报导了颗粒锆石U-Pb定年的各种影响因素:Ti和Ba的质量迭加、质量歧视效应和U的记忆效应。长时间U空白检验表明聚四氟乙烯闷罐经过浓HF和王水处理后,对于U有记忆效应,这种效应可以用稀的HBr清洗消除掉。文章最后以例说明了该方法的地质意义。     

云南个旧西区贾沙辉长-二长岩体SIMS锆石U-Pb定年及地球化学研究

为确定云南省个旧地区晚中生代大规模岩浆活动过程中基性端元的时限、地幔源区特点及大地构造环境,选取贾沙辉长．二长岩体为对象进行年代学和地球化学研究。贾沙辉长．二长岩体位于个旧西区,岩性主要为辉长岩和二长岩。锆石U．Pb同位素测年结果表明,岩石侵位时代为（84．0＋0．6）Ma,属于晚白垩世,与个旧地区花岗岩、碱性岩和煌斑岩形成年代范围一致（76～85Ma）。贾沙岩体的辉长岩和二长岩Si02为47．3％～60．O％,K20＋Na20为7．31％～10．1％。稀土含量较高,轻稀土富集重稀土亏损,Eu异常不明显。相对于原始地幔,贾沙岩体富集轻稀土和大离子亲石元素Rb、K、Pb,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P。地球化学研究显示贾沙岩体母岩浆起源于与俯冲有关的交代地幔,由石榴子石二辉橄榄岩经历了较低程度的（〈5％）部分熔融形成。原始岩浆在就位过程中经历了广泛的地壳混染和橄榄石、辉石的分离结晶作用。二长岩由辉长岩浆结晶分异作用形成。研究显示,贾沙辉长．二长岩体是晚白垩世滇东南．桂西地区大规模岩浆活动的产物,表明这些岩浆岩形成于统一的岩石圈伸展的动力学背景下。     

新疆兴地Ⅱ号铜镍矿床辉长岩SIMS锆石U-Pb年龄和地质意义

兴地Ⅱ号铜镍矿床为岩浆多期次分异、侵位形成的基性-超基性杂岩体;本文通过对兴地辉长岩进行SIMS锆石U-Pb精确测年,获得²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为737±2 Ma,该数据表明兴地Ⅱ号杂岩体形成于南华纪,并非形成于中元古代。塔里木北缘广泛发育的碳酸岩、基性-超基性岩和双峰式火山岩,为Rodinia 超大陆长期的和持续的裂解产物。     

青海都兰县下得波利铜钼矿区锆石U-Pb测年及流体包裹体研究

下得波利铜钼矿为近年新发现的斑岩型矿床,位于青海省昆南构造带。本文在详细调查矿区地质特征基础上,开展了花岗斑岩的年代学、岩石地球化学以及矿床流体包裹体研究。结果表明,下得波利矿区花岗斑岩的锆石SIMSU-Pb年龄为244.2±2.1Ma;成矿斑岩为钙碱性系列,具高硅(SiO2=72.00%～74.92%)、富铝(Al2O3=13.60%～14.52%)、低钾(K2O=1.86%～1.72%),富集轻稀土元素((La/Yb)N=11.83～5.64)和大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)等特征;流体包裹体的主要类型有富液相包裹体、富气相包裹体和含子矿物包裹体,与成矿作用密切相关的流体包裹体均一温度主要集中在250～310℃之间,盐度介于2.77%～32.27%NaCleqv,认为成矿流体不混溶作用所引起的富含挥发份物质的流体分离,是造成流体物理化学条件改变和金属元素淀积成矿的主要因素。     

湘中紫云山岩体的成因:锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Hf-O同位素制约

位于湘中盆地周缘的紫云山岩体主要由似斑状石英二长岩(主体)和二云母花岗岩(补体)组成,前者分布于该岩体的周边,后者分布于其内部,岩体内可见有大量岩浆结构的镁铁质暗色包体。利用高精度SIMS锆石U-Pb定年方法得到主体岩体的年龄为225.2±1.7Ma和225.6±1.4Ma,补体岩体的年龄为227.0±2.2Ma,两者均形成于印支晚期,基本上是同时形成的。该区两类岩石均具有富SiO_2、Na_2O和K_2O,贫Ca O、Mg O和Al2O3的特征,A/CNK比值为0.85~1.05,固结指数较高,主体岩石为3.61~5.05,补体岩石为4.13~14.06;其微量元素均表现出富集Rb、U、La、Nd和Zr,亏损Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti的特征;稀土元素配分模式均呈明显的右倾"V"字型,轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=7.35~11.7),Eu负异常较显著(δEu=0.32~0.70);该区花岗岩的主体和补体的锆石Hf-O同位素组成非常相似,εHf(t)值为-10.0~-1.6,δ18O值为7.8~11.4,两阶段模式年龄tDM2为1.22~1.79Ga;各类岩石主要氧化物之间表现出良好的线性协变关系,且明显沿I型花岗岩演化趋势线分布,反映主体和补体岩石具有密切的亲缘关系,均应归属于高分异的I型花岗岩。各类岩石样品沿岩浆混合趋势线分布、而远离结晶分异趋势线,结合Hf-O同位素分析,认为该岩体来源于扬子地块中元古代下地壳变质杂砂岩重熔,与部分幔源岩浆形成的壳幔混合岩浆源区。该岩体形成于碰撞后构造背景,暗示华南地块受太平洋板块及印支地块的双重影响,在印支晚期处于伸展-减薄的构造环境。通过与华南地块其它印支期花岗岩对比分析,提出扬子地块与华夏地块的拼合带在湖南境内应沿"攸县-双牌"一线展布。     

皖东南黄片麻岩的锆石U—Pb年龄

在皖东嘉山南黄地区新元古代张八岭岩群之下,隐伏一套角闪岩相的TTG质片麻岩类。单颗锆石U-Pb法年龄测定得到其不一致线上交点年龄为2493±19Ma,代表了片麻岩原岩的形成年龄。这是扬子陆块北东缘首次发现的新太古代基底,证实扬子陆块北缘存在较广泛的新太古代—古元古代基底。     

新疆北天山奎屯河蛇绿岩斜长花岗岩锆石SIMS U-Pb年龄及其构造意义

作为中亚造山带南部的最终缝合界线,天山—索伦缝合带记录了古亚洲洋晚期的扩张消减历史。本文对新疆北天山混杂带中奎屯河蛇绿岩的斜长花岗岩进行了SIMS锆石年代学研究及地球化学研究。斜长花岗岩富Na2O,贫K2O(2O3(<15%),微量元素含量整体低于标准N-MORB,稀土配分曲线平坦,无明显Eu异常,是典型的洋中脊斜长花岗岩,其结晶年龄代表准噶尔洋盆扩张时代。24组离子探针测年数据显示,斜长花岗岩加权平均年龄为343.1±2.7 Ma。结合区域地质研究,本文认为在晚古生代石炭纪,伴随着哈萨克斯坦山弯构造的逐渐形成,准噶尔洋盆持续扩张并向外俯冲于周缘地体之下,形成了东、西准噶尔洋内弧,以及天山和阿尔泰安第斯型陆缘弧。     

西藏冈底斯带西部达雄岩体的岩石成因:锆石U-Pb年龄和Hf同位素约束

对出露于冈底斯西部地区措勤北部达瓦错东侧的达雄岩体进行了锆石U-Pb定年、全岩主量元素、微量元素、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究,以约束其岩石成因.达雄岩体的主体岩性为花岗闪长岩,其中发育大量闪长质包体.花岗闪长岩的锆石LA-ICP MS年龄为107±1Ma,该年龄代表了岩体结晶年龄.花岗闪长岩锆石εNd(t)值变化于-1.0～3.0,两阶段模式年龄变化于974～1226Ma.花岗闪长岩富硅(SiO2=70.65%～71.10%),富钙(CaO=3.21%～3.26%)、贫钾(K2O=2.81%～2.99%)、低P2O5(0.09%),铝饱和指数(A/CNK)为1.01～1.02,属于偏铝质花岗岩或弱过铝质花岗岩.闪长质包体SiO2含量为57.84%,与寄主岩相比,闪长质包体更富CaO、MgO、TFe2O3和TiO2.花岗闪长岩和闪长质包体均属中钾钙碱性系列,εNd(t)值分别为-4.6和-3.2,两阶段模式年龄(tDM2)相近(分别为1277Ma和1166Ma),并与锆石Hf同位素模式年龄一致.岩相学、年代学和地球化学研究表明闪长质包体可能是由岩浆混合作用形成的镁铁质微粒包体.我们的初步研究成果似乎表明,冈底斯中西部地区在早白垩世晚期(～110Ma)很可能存在一次重要的岩浆混合作用,这一初步认识对研究冈底斯中北部地区规模宏大的白垩纪岩浆作用的深部动力学过程具有重要意义.     

西准达尔布特蛇绿岩中辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年

达尔布特蛇绿岩中辉长岩LA-ICPMS锆石U-Pb测年,16个测点在谐和曲线图²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U中构成比较集中的锆石群,获得²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄391.1±6.8Ma,MSWD= 0.97（95%置信度）,代表了辉长岩的结晶年龄,据此确定达尔布特蛇绿岩形成于中泥盆世,该年龄的确认为准确约束达尔布特蛇绿岩的形成及西准噶尔板块构造演化提供了重要的佐证。     

海拉尔盆地西北部火山岩地层划分的锆石U-Pb年代学证据

海拉尔盆地是中国东北地区的中生代断陷盆地,其中的火山岩地层是大兴安岭晚中生代火山岩的重要组成部分。本文对秃1井和红2井8个火山岩岩芯样品进行的LA-ICP-MS锆石U-Pb 定年结果表明,所研究的火山岩时代明显分为145~151Ma和117~119Ma两期,分别与海拉尔盆地及大兴安岭地区的塔木兰沟组和上库力组火山岩的形成时间相当。根据本文测年结果,辅以前人近几年对邻区中生代火山岩测年数据的统计,认为海拉尔盆地晚中生代火山作用至少分为三期：117~125Ma、140~151Ma和~160Ma。根据火山岩的岩石学特征及锆石的U-Pb同位素年龄新资料,认为红2井原定为盆地基底布达特群的一套火山岩地层至少有一段实际是晚中生代火山岩。     

内蒙古中部毫义哈达岩体的年代学和地球化学特征

内蒙古中部毫义哈达岩体位于华北板块北缘陆缘增生带,通过对该岩体进行系统的年代学与地球化学研究表明,毫义哈达岩体是由辉石闪长岩类构成。在对两个样品中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,结果(加权平均年龄)均为266±2 Ma,表明岩体的形成时代为晚二叠世。对14个样品进行主量元素和微量元素分析,表明岩体属钙—碱性系列;Eu有一定程度的负异常,富集大离子亲石元素Rb、Sr及轻稀土,亏损高场强元素Nb、Ta,富Cu、Cr等过渡元素。岩体在地球化学上还具有岛弧火山岩的特征,推测其岩浆源区曾遭受过古亚洲洋板片流体交代。依据区域构造演化,推测毫义哈达岩体侵位于造山后伸展环境,成岩物质来源于上地幔并且发生了结晶分离作用。地球化学的特征以及在该岩体发现的铜钨矿化,预示着该地区将是一个有利的成矿远景区。