满洲里新右旗火山岩剖面年代学和地球化学特征

满洲里新巴尔虎右旗地区发育大面积中生代火山岩,通过典型火山岩剖面研究,本文认为该地区火山岩主要为粗面安山岩、粗面岩和流纹岩组合;剖面下、中部粗安岩和流纹岩基质~(40)Ar/~(39)Ar 坪年龄分别为162.6±0.7Ma 和162.0±0.8Ma,剖面上部粗安岩 SHRIMP 锆石 U-Pb 年龄为149.5±1.7Ma,表明满洲里新巴尔虎右旗地区火山岩形成于晚侏罗世,并可能存在两次火山喷发旋回,间隔大约10Ma。地球化学测试表明,该剖面中基性火山岩具有相似的地球化学特征,SiO_2含量介于56.23%～61.53%之间,具有较高的 Al_2O_3(15.38%～16.62%)、K_2O(2.72%～3.87%)和全碱(6.28～8.79),较低的MgO(0.91%～3.8%)和 Mg~#(0.10～0.32),为高钾钙碱性火山岩;稀土总量(∑REE)及 LREE 富集,LREE 和 HREE 分馏较强,Eu 异常不明显(δEu=0.72～0.90),富集大离子亲石元素(LILE),而亏损高场强元素(HFSE),尤其强烈亏损 Nb 和 Ta;(~(87)Sr/~(86)Sr)_i 变化范围为0.705078～0.705811,ε_(Nd)(t)值变化范围为-0.5～1.3。而剖面中部的流纹岩具有高 SiO_2(79.88%～80.46%)、相对低 MgO(0.04%)、FeO(0.26%)和 Al_2O_3(9.61%～10.17%)的特征,负 Eu 异常明显(δEu=0.32),富集 LILE而亏损 HFSE,Sr、Ti、Ba 和 P 强烈亏损,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i 变化范围为0.710044～0.713891,ε_(Nd)(t)值变化范围为-0.9～-0.7。本区剖面火山岩地球化学特征表明,下部和上部中基性火山岩因具有相似的地球化学特征,本文推测该类火山岩浆源于受早期俯冲洋壳流体交代的地幔楔或亏损地幔,粗面岩为中基性岩浆分离结晶的产物,流纹岩包含了大量的地壳物质,其成因可能与地壳混染或大陆中下地壳重融作用有关。结合前人资料,我们认为满洲里新巴尔虎右旗晚侏罗世火山岩形成于造山后阶段,是岩石圈伸展背景下被早期流体交代的岩石圈地幔发生部分熔融的产物。该区火山岩的形成与晚侏罗世蒙古-鄂霍次克洋闭合-造山后伸展作用有关。     

甘肃武山地区地下流体化学与构造应力关系初探

结合水氧、应力观测资料对甘肃武山地区地下流体化学特征（水化学、气体化学）与构造应力关系进行了定量计算并给出了二者之间的数学关系。     

VGI数据与地形图数据的自动融合研究

随着科学技术的不断发展,志愿者地理信息（volunteered geographic information,VGI）已经成为地理空间数据中最为重要的来源之一。为了充分利用志愿者地理信息,需要进行VGI与传统地形图数据的匹配与融合。开发了一种全新的数据自动匹配与融合算法,其目的是将ATKIS道路网数据（由德国联邦测绘局所采集的官方数据）与AOSD数据（由大量志愿者携带定位仪器进行户外徒步或骑行所获取的轨迹数据）匹配并融合起来,从而丰富传统地理信息数据的内容,并实现数据的增值。考虑到ATKIS数据与AOSD数据在空间表达上的差异很大,所开发的算法包括了道路要素的智能化分割、道路要素匹配、道路网数据融合以及融合后道路网内部要素间的匹配运算与数据集成等4个过程。大量实地数据的测试结果表明,该算法具有匹配成功率高、准确率高、运算速度快等优点。     

用于前寒武纪样品定年的K-Ar法年龄标准物质ZMT04白云母K和40Ar*的初测结果

0 引言 世界上第一个Ar-Ar法实验室于1965年在美国加州伯克利年代学实验室建成[1].我国最早的Ar-Ar法实验室于1982年分别在北京中国科学院地质研究所和贵阳中国科学院地球化学研究所建成.到目前为止,国际上用于K-Ar和Ar-Ar法定年的标准物质约30个左右,绝大部分年龄为第三纪至寒武纪.大于6亿a的K-Ar法年龄标准物质只有英国标准Hb3gr角闪石(年龄1072 Ma)和中国标准BSP-1角闪石(年龄2060 Ma),这两个老年龄标准也是国际标准物质.     

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。     

腾冲、长白山年轻火山岩铀系不平衡热电离质谱法年代学研究

在国内首次建立了铀系不平衡热电离质谱法年轻火山岩年龄测定的试验流程,并研究了云南腾冲、吉林长白山天池火山岩的年龄。划分出腾冲晚更新世以来的5个喷发期次：220 ka、80 ka、20 ka、12.8~13 ka、0.75~0.79 ka和长白山天池全新世以来的3次喷发：5.3 ka、1.0 ka、0.75 ka。这些年龄值和其他的方法所得的结果基本一致,表明本方法的可靠性。此外,还介绍了铀系不平衡法火山岩年代学的基本原理,讨论了样品的封闭性、火山岩中钍同位素初始组成均一性等问题。     

高压-超高压变质岩外来40Ar成因探讨

高压—超高压变质带是地球上重要的地质单元,特殊的形成环境使该类变质岩的矿物中常因含有外来⁴⁰Ar而⁴⁰Ar／³⁹Ar年龄偏老,制约了⁴⁰Ar／³⁹Ar年代学在此类岩石中的应用。本文探讨了氩在不同相中的溶解度与分配系数的差异,并着重论述了扩散参数与压力的关系及压力对岩体封闭性的影响,系统总结了高压-超高压变质矿物中外来⁴⁰Ar的形成机制。此外,随Fe/Mg、Si/Al、K等组分不同,氩在矿物中保存能力的某种规律性变化、离子孔隙度研究等也从理论上为研究氩的扩散和封闭行为提供了新的视角。在高压—超高压变质过程中多种因素共同作用,氩在这类矿物中的扩散更为复杂。对外来⁴⁰Ar形成机制的探讨对揭示高压—超高压变质结晶环境、岩体开放与否、不同矿物对氩保存能力等有重要的指示意义。     

国际标样Durango磷灰石(U-Th)/He年龄测定

人们认识到可以用放射性成因4He对矿物进行定年已经有一百年的历史,但是利用富含U、Th的矿物进行(U-Th)/He定年是近三十年来快速发展的一种低温(热)年代学方法。由于U-Th-He同位素体系的封闭温度低(磷灰石4He的封闭温度为~75℃),该方法极大的拓展了中低温热年代学研究(如40Ar/39Ar,裂变径迹等)的温度范围下限,已经被广泛应用于浅表地质过程的研究中。Durango磷灰石是国际上广泛使用的磷灰石(U-Th)/He定年的标准样品,准确测定其年龄可以对实验方法及流程的可靠性进行验证。中国科学院地质与地球物理研究所(U-Th)/He定年实验室建立于2013年,经过一年多的实验与摸索,我们建立了完整、可行的化学分析流程和仪器测试流程,并采用Durango国际标样进行了流程验证。重复测定了4批共40个Durango磷灰石颗粒,40个年龄结果分布在28.95~34.11Ma之间,全部年龄的概率分布峰值为31.61±2.7Ma,与国际标定值在误差范围内一致;Th/U比范围为16.43~23.72,与国际报道值一致,表明我们所建立的实验流程准确可行,实验室已经可以稳定运行。     

40Ar/39Ar年代学中几个重要问题的讨论

40Ar/39Ar年代学是同位素地质年代学中重要的两个"金钉子"手段之一(另一个为U-Pb法),广泛应用于重大地质事件、地质界线的精确定年,是确定地质年表的主要手段。40Ar/39Ar年代学测定的母体元素钾为常量元素,且实现分析时由于只需测定Ar同位素的比值,因而具有很高的分析精度,因此可以测定非常年轻(数千年)地质体的年龄。此外,由于在自然界中不易发生(物理、化学)反应的特性,Ar在矿物中的扩散可被准确地定量描述,因此40Ar/39Ar年代学也是热年代学的重要支柱,被广泛应用于地球深部物质上涌、折返、剥露、变质的冷却历史,率先提供了解析造山带、地壳作用过程等热历史的定量模型。这些特点使得40Ar/39Ar年代学成为地质年代学的三大支柱之一。那么,近年来该方法发展到了什么程度,其精确度和准确度达到了怎样的高度?为何年轻火山样品中极少发现过剩Ar?高压环境中的样品过剩Ar为何难以辨认?压力影响矿物的封闭温度吗?缓慢冷却K-长石的年龄谱是否可以真实地反映岩体所经历的热历史?多重扩散域模型(MDD)遇到了哪些挑战、该如何应用?40Ar/39Ar法和U-Pb法在构造热过程研究中有何不同的应用?本文对这些问题进行了思考和讨论,以期推动大家对40Ar/39Ar年代学的深入探索,推动其在我国地质研究中的应用。     

K-Ar法年龄标准物质ZGC粗面岩K和~(40)Ar含量及年龄的定值结果

为了满足K-Ar和Ar-Ar法定年的需要,年代学工作者研制了一个用于中新生代定年的K-Ar法年龄标准物质——ZGC粗面岩。该粗面岩采自广东省南海市走马营第三纪火山岩。~(40)Ar/~(39)Ar定年结果表明,~(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97.9%。证明该粗面岩结晶以后未受过热扰动,完好地保持了~(40)K-~(40)Ar~*同位素计时的化学封闭体系。坪年龄为52.8±0.3 Ma,总气体年龄为52.9±0.8 Ma。~(36)Ar/~(40)Ar-~(39)Ar/~(40)Ar反等时线年龄为52.5±0.4 Ma,~(40)Ar/~(36)Ar初始值为296.6±4.2,此值与(~(40)Ar/~(36)Ar)。大气氩丰度比(295.5±0.5)一致,表明样品不含过剩氩。国内12个实验室参加了ZGC粗面岩K含量和~(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服从正态分布并具等精度。当置信概率为0.95时,~(40)Ar~*和K含量的相对标准偏差都小于1%。~(40)Ar~*和K含量分析的认定值和不确定度分别为:~(40)Ar~*=4.199±0.022×10~(-10)mol/g,K=4.576±0.028%,由此计算得K-Ar年龄为52.2±0.5 Ma。根据国家一级标准物质技术规范的相关要求,经统计学方法检验在0.05显著性水平下,K和~(40)Ar~*的F分布小于F临界值,说明该标准物质是均匀的。t检验法表明,该标准物质具有良好的稳定性,~(40)Ar~*和K含量在有效期内不会发生显著性变化。ZGC粗面岩粒度为0.3～0.7mm,重量为850 g,缩分成最小样品单元100瓶,每瓶8.5 g。可供K-Ar和Ar-Ar法实验室使用43年。