Laser Ablation (U-Th-Sm)/He Dating of Zircons: Analytical Age Bias and its Consequence for Studying Detrital Zircon Populations

The in situ (U-Th-Sm)/He and U/Pb laser-ablation double-dating procedure is a valuable method that can provide a large dataset relatively efficiently in contrast with conventional bulk helium thermochronometry. In this study, we evaluate the potential age error associated with the double ablation procedure and report the in situ (U-Th-Sm)/He double-ablation dating of 249 zircons from the Fish Canyon Tuff locality. With LA-ICP-MS pseudo-depth profiling and 3D numerical modelling, we show that the concentric double-ablation procedure in minerals with U-Th-Sm zoning can generate a significant (U-Th-Sm)/He age error (positive or negative), resulting in over-scattering and/or an offset of the mean age. Pseudo-depth profiling is insufficient to predict the individual age error, partly because of the superimposed ablations. To evaluate the consequence of this inherent bias, we confront a synthetic age distribution to the error expected for U-Th-Sm zoned zircons analysed with double-ablation (U-Th-Sm)/He thermochronometry. As expected, a strong age bias causes the spreading of peak ages, downgrading the original signal. Yet, the throughput of the ablation-based method can allow intra- and inter-sample peak age identification and comparison, and the coupling of (U-Th-Sm)/He and U/Pb ages extends our ability to deconvolute a multimodal age spectrum.     

西拉木伦构造带克德河砂砾岩的时代及构造意义

西拉木伦构造带北部双井地区发育一套巨厚的、成熟度低的快速堆积的粗碎屑沉积建造,为同造山磨拉石沉积,前人称其为克德河砂砾岩带并将其时代分别划为中二叠世(哲斯组)、晚二叠世(林西组)。本次工作对该套地层进行了大比例尺剖面测量,对取自剖面第下、中、上(1、25、86层)三个部分的砂岩样品进行LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,结果显示：3个样品具有相似的主要年龄区间,依次为405-485Ma、401-463Ma、363-520Ma,其峰值年龄分别为427Ma、445Ma、440Ma,锆石数量分别占总量的48％、52.5％和38.75％;其次为大于1000Ma的年龄,锆石数量分别占30.7%、22.5%、45%,且均具有1800Ma和2500Ma左右的峰值年龄,明显具有华北板块基底年龄信息;自下而上3个测年样品最年轻峰值年龄分别为312Ma、376Ma,282Ma,最年轻的锆石年龄分别为304Ma、244Ma和245Ma。在第85层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现晚石炭－早二叠世阿木山组的蜓和珊瑚化石,在41及43层发现中生代孢粉化石。综合碎屑锆石测年及生物化石研究结果,克德河砂砾岩带的时代应为中三叠世。推测西拉木伦构造带经历了一个较长的演化过程,中二叠世开始华北板块和西伯利亚板块进入碰撞造山阶段, 同造山磨拉石建造(克德河砂砾岩带)标志着中亚造山带演化的终止,华北板块和西伯利亚板块的碰撞拼合造山一直延续到中三叠世才结束。     

大兴安岭中段林西组砂岩LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学及其地质意义

大兴安岭中段扎赉特旗西北部分布大面积的晚二叠世林西组沉积地层,该沉积地层主要为长石砂岩、粉砂岩、长石岩屑砂岩夹不同规模的含砾砂岩及灰岩,中部含有较为丰富的双壳类、植物化石。本次研究针对林西组下部的长石岩屑砂岩进行LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb测年工作,共获得98个有效年龄,年龄分布范围为（2 552.3±22.5）~（227.6±5.4）Ma,大部分年龄位于谐和曲线上,部分结果偏离曲线,根据测试数据按年龄值和频率分布特征大致分为以下几组：上泥盆世—晚二叠世（380.0~246.1 Ma）、志留纪—寒武纪晚期（489.0~413.8 Ma）、中元古代—新元古代（1 239.5～808.1 Ma）、古元古代（2 554.0～1 784.3 Ma）。上述年龄与区域上的岩浆事件基本吻合。综合研究表明研究区内林西组沉积下限为（253.4±1.5） Ma,林西组的物源主体应来自于西拉木伦河—延吉一线,其余锆石来源主要为兴蒙造山带内部、华北板块北缘和东北各地块,1.8和2.5 Ga的碎屑锆石更有可能来自华北板块北缘,华北板块和西伯利亚板块在（253.4±1.5） Ma之前已经完成碰撞、拼合,古亚洲洋已经闭合,兴蒙海槽形成。林西组海相核形石的发现表明晚二叠世大兴安岭中段地区应以海相环境为主,直到三叠纪早期才逐渐转变为陆相沉积环境。     

阿拉善地块东北缘狼山地区大红山组沉积时代、物质来源及区域构造意义

阿拉善地块位于中亚造山带南缘,是研究中亚造山带南缘二叠纪构造背景及演化的关键地区。本研究在阿拉善地块东北缘狼山地区野外调查的基础上,对狼山地区大红山组地层进行古流向、碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和砂岩碎屑组分分析。研究表明砾石最大扁平面倾向为SWW—NWW,指示大红山组地层沉积时的古水流的流向总体呈现自西向东,推测大红山组砾石主要来自狼山西部地区。砂岩中碎屑锆石最小年龄峰值为275 Ma和278 Ma,表明大红山组沉积时代不早于中二叠世早期。砂岩的碎屑组分分析和碎屑锆石年龄谱指示大红山组可能来自于晚古生代诺尔公—狼山弧,砾石的古流向分析和碎屑锆石年龄谱推测大红山组砾石极有可能来自于阿拉善地块前寒武纪变质基底。结合诺尔公—狼山构造带晚古生代大陆岩浆弧的存在,认为二叠系大红山组地层沉积于弧背前陆盆地的构造背景。     

湘南香花岭锡铅锌多金属矿田的云母类型及对成矿的指示

湘南癞子岭花岗质复式岩体是香花岭锡铅锌多金属矿田的主要成矿岩体,其中云母广泛出现在各期次岩（矿）体之中。笔者等在对癞子岭岩体岩相学研究的基础上,开展全岩主微量元素地球化学分析,同时对岩浆成因云母（花岗岩中的云母）、热液成因云母（矿化云英岩、晶洞矿物集合体以及条纹岩中的云母）进行了电子探针分析。结果表明,癞子岭岩体为一套高钾钙碱性—钾玄质、准铝质—过铝质花岗岩,癞子岭岩体中的云母主要为铁锂云母,从早期到晚期,呈现出FeO和Al2O3含量降低,K2O、F、MnO和Rb2O含量升高,且Pb、Zn、Fe等成矿元素含量逐渐增加的特征。热液成因云母分为以下两种： ① 产于矿化云英岩和晶洞矿物集合体中的云母主要形成于流体出溶的早期,无围岩组分参与,云母类型由铁锂云母演化为锂云母,主要沉淀Fe、Zn、Pb、Mo等成矿元素;② 产于条纹岩中的云母晚于矿化云英岩和晶洞矿物集合体中的云母,有围岩组分参与,云母类型由黑鳞云母变为富镁黑云母和富铁黑云母再变为金云母,主要沉淀Fe、Sn和W等成矿元素。随着流体演化,云母呈现SiO2、F、K2O含量逐渐降低,MgO含量逐渐升高,相应的成矿元素从富Fe 、Zn、Pb、Mo逐渐过渡到富Fe 、Sn和W。     

若干冶炼砷渣(场)周边水环境特征研究

对冶炼砒霜产生砷渣堆放后没有扰动砷渣(场)、扰动并已修复的砷渣场及扰动正在修复砷渣场周边水环境进行分析,发现长期堆放后没有被扰动的砷渣(场)周边地表水体达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类标准;扰动正在修复和已修复的砷渣(场)周边地表水环境恢复较快,地下水恢复较慢,恢复周期较长。     

北秦岭柳叶河盆地石炭系—二叠系含砾砂岩碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

通过北秦岭黑河地区柳叶河盆地碎屑锆石年龄研究,探讨盆地沉积物年龄结构,并进一步推断其物源及与秦岭造山带的盆山耦合过程。采自柳叶河盆地石炭系—二叠系含砾砂岩样品中的82颗碎屑锆石年龄可分为6组:260~542Ma、800~1100Ma、1320~1560Ma、1640~2250Ma、2300~2660Ma和2720~2870Ma。其中260~542Ma年龄段所占测点比例最大,占锆石总数的31%,其次为1640~2250Ma、2300~2660Ma和800~1100Ma年龄段。最老年龄值为2834±40Ma,最年轻者为264±5Ma。从碎屑锆石年龄结构对比及石炭纪地层交错层理推断,柳叶河盆地石炭系—二叠系物源区主要为当时的北秦岭山地。此外,碎屑锆石年龄结构对比表明,鄂尔多斯盆地南部与柳叶河原始盆地有相同的年龄谱特征,意味着它们具有同一物源区。北秦岭山地是在加里东造山作用后期影响下迅速隆升而形成的。其后,随着南侧勉略洋的打开,华北地台相对沉降及沿商丹带的走滑断陷使柳叶河盆地出现,仍旧处于隆升状态的北秦岭山地开始作为该盆地及其北侧鄂尔多斯盆地南部的主要物源区。     

Double-detonation model of type Ia supernovae with a variable helium layer ignition mass

Although Type Ia supernovae(SNe Ia) play an important role in the study of cosmology, their progenitors are still poorly understood. Thermonuclear explosions from the helium double-detonation sub-Chandrasekhar mass model have been considered as an alternative method for producing SNe Ia. By adopting the assumption that a double detonation occurs when a He layer with a critical ignition mass accumulates on the surface of a carbon–oxygen white dwarf(CO WD), we perform detailed binary evolution calculations for the He double-detonation model, in which a He layer from a He star accumulates on a CO WD. According to these calculations, we obtain the initial parameter spaces for SNe Ia in the orbital period and secondary mass plane for various initial WD masses. We implement these results into a detailed binary population synthesis approach to calculate SN Ia birthrates and delay times. From this model,the SN Ia birthrate in our Galaxy is ～0.4- 1.6 × 10-3yr-1. This indicates that the double-detonation model only produces part of the SNe Ia. The delay times from this model are ～ 70- 710 Myr, which contribute to the young population of SNe Ia in the observations. We found that the CO WD + sdB star system CD-30 11223 could produce an SN Ia via the double-detonation model in its future evolution.