氩同位素地球化学:探究地球演化和地质年代学工具

<正>在浩瀚的宇宙中,各种元素都在不断地生成和消亡,形成了一个复杂的元素循环过程。根据宇宙大爆炸理论,宇宙在起源时刻的高温和高能量环境下,仅有轻元素（如：氢、氦等）,它们为宇宙的起源和演化提供了基础。随着宇宙的演化,更多的元素被合成,这些元素主要是在恒星内部的核聚变反应中形成,从而丰富了宇宙中的元素谱系。元素同位素组成和分布对于理解宇宙和地球演化历史至关重要。在这方面,稀有气体具有特殊的地位和作用,由于其化学稳定性,     

松辽盆地白垩系综合年代地层学研究新进展

生物地层学研究表明,火石岭组、沙河子组和营城组均产Cicatricosisporites,Klukisporites,Densoisporites和Aequitriradites等早白垩世代表分子,登娄库组产Cicatricosisporites exilis-Hymenozonotriletes mesozoicus...     

Noble Gas Diffusion Mechanism in Lunar Soil Simulant Grains:Results from ~4He~+ Implantation and Extraction Experiments

Experiments on ion implantation were performed in order to better characterize diffusion of noble gases in lunar soil.4He+ at 50 keV with 5×1016 ions/cm2 was implanted into lunar simulants and crystal ilmenite.Helium in the samples was released by stepwise heating experiments.Based on the data,we calculated the helium diffusion coefficient and activation energy.Lunar simulants display similar 4He release patterns in curve shape as lunar soil,but release temperatures are a little lower.This is probably a con...     

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40Ar/39Ar阶段加热实验结果表明,40Ar*在矿物晶格中保存均匀稳定,年龄谱平坦,39Ar析出量高达96%,40K-40Ar*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±0.3 Ma,总气体年龄为132.1±0.6 Ma;36Ar/40Ar-39Ar/40Ar反等时线年龄为133.1±1.3 Ma,40Ar/36Ar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40Ar*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40Ar*=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0.25-0.63 mm,总重量为5800 g,缩分成最小样品单元共400瓶,每瓶重量为14.5 g.可供我国K-Ar和Ar-Ar法同位素年代学实验室使用120年.     

塔里木地台西南缘皮山煌斑岩的^40Ar／^39Ar年龄及其地质意义

塔里木地台西南缘皮山县煌斑岩脉群为超钾系列的煌斑岩,侵位于元古宇角门片岩中。经~(40)Ar/~(39)Ar法测定,煌斑岩中金云母的等时线年龄为(231.7±0.3)Ma,全岩等时线年龄为(228.5±0.3)Ma。地球化学数据指示其源区为受俯冲     

河北大庙铁矿床黑云母40Ar/39Ar年龄及其地质意义

文章以野外观察为基础确定了致矿侵入体,以岩相学特征确立了测年样品的代表性。在此基础上,选取大庙铁矿大乌素沟矿区浸染状铁矿石中的黑云母进行了40Ar/39Ar年龄测定,坪年龄为(395.8±3.7) Ma,反等时线年龄为(395.6±4.0) Ma(2σ; MSWD=0.9; n=8)。因此,大庙铁矿及其致矿苏长岩的形成年龄约为396 Ma,相当于中泥盆世,而不是前人所认为的元古宙。新的测年结果与区域上近年来陆续识别出来的泥盆纪侵入岩类形成年龄一致,不仅表明华北克拉通的改造过程至少从泥盆纪就已经开始,而且暗示华北克拉通北缘仍有寻找其他“大庙式铁矿”的潜力。同时,文章提出,用成岩年龄作为成矿年龄时,需要有可靠的地质学和岩相学证据。 关键词：大庙式铁矿;斜长岩;苏长岩;40Ar/39Ar定年;成矿年代;华北克拉通     

造山带陆壳增厚的一个岩石学记录——以济南辉长岩及其包体研究为例

深部陆壳的生长及壳幔相互作用是地质学家们关注的一个问题。火成岩及其中的深源包体是研究壳幔深部作用的一个重要途径。文中以济南辉长岩及其深源包体的研究为例,揭示华北陆台地区造山带陆壳增厚的特征。济南辉长岩具造山带火成岩属性。辉长岩中首次发现的尖晶石单辉岩和石榴石单辉岩包体与中国东部新生代玄武岩中的辉石岩包体不同,其主要矿物为深绿辉石,以及钙铝榴石、钙长石、方解石等一些富钙矿物和镁铁尖晶石等。这些辉石岩包体并非来源于上地幔,对岩石组构、矿物组成以及矿物化学研究表明,辉石岩包体也不是从寄主辉长岩中直接结晶出来的。根据相平衡关系、矿物化学特征研究以及热力学计算表明,这种特殊类型的单辉岩包体来自大约５０～６０ｋｍ的深部陆壳,可能是下地壳富钙物质与岩浆底侵作用的产物。这些记录表明本区燕山期是一个增厚的陆壳。     

冀北承德盆地早白垩世火山-沉积地层地质年代学研究: 对热河生物群时空演化的制约

热河生物群是世界闻名的陆相生物化石宝库, 保存了大量特异埋藏化石, 为研究早白垩世脊椎动物、昆虫和植物的演化提供了绝佳的素材.依据古生物组合的不同, 将其分为早、中、晚三期, 分别赋存于河北丰宁花吉营组、辽西义县组和九佛堂组及其周边地区相当层位.河北承德—围场地区处于早-中期热河生物群分布地区的过渡地带, 近年来不断的化石发现为研究华北克拉通破坏及其对陆地生态系统的影响提供了关键证据.但由于缺乏准确的年龄约束, 对于含化石层位的准确时代及其与邻区地层对比存在较大争议.本文利用来自于河北北部承德盆地袁家庄剖面的3个安山岩样品的锆石, 进行化学熔蚀-离子探针(CA-SIMS)锆石U-Pb定年, 获得年龄为129.6~128.7 Ma.结合前人发表的磁性地层学结果建立了新的磁性地层学对比方案和新的综合年代框架, 揭示了该剖面火山-沉积序列记录了古地磁极性序列M8n-M7n, 进一步证明了袁家庄剖面的陆相火山-沉积层序属于欧特里夫晚期.结合区域内前人年代学结果, 将该区域热河生物群化石层时代限定为130~127 Ma.年代地层学对比结果显示, 承德盆地早白垩世火山-沉积序列与滦平盆地大店子组和森吉图—四岔口盆地花吉营组上部时代相当, 明显老于辽西义县组时代, 揭示了华北克拉通北缘早白垩世陆相地层的自西向东逐渐年轻的特征.

     

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。     

钙长辉长无球粒陨石NWA 12274/12275/12276/12277/12278稀有气体及年代学研究

岩石矿物学研究发现HED (Howardite-Eucrite-Diogenite)族陨石NWA 12274/12275/12276/12277/12278与NWA 11586可能为成对陨石,但需要稀有气体等证据支持.本次工作对这5块陨石开展了稀有气体、宇宙暴露(CRE)年龄和气体保存年龄研究.结果 发现它们具有相一致的稀有气体同位素比值和CRE年龄,表明NWA系列陨石互为降落成对陨石;陨石CRE年龄[(36.2±3.7)Ma]与灶神星主要溅射事件/时期年龄(35.0～42.5 Ma)一致,表明它们可能在约36 Ma前从灶神星或Ⅴ型小行星溅离;陨石的U、Th-4 He(T4)及40K-40Ar(T40)气体保存年龄分别为0.3～1.3 Ga和2.8～3.4 Ga,显示这些陨石不同程度受到了后期热事件的影响;该流星体进入大气层的初始半径约为12.2 em,在穿越大气层期间质量损失了约56％.