榍石LA-ICP-MS U-Pb定年中元素分馏的影响及校正研究

同位素地质年代学是探索地质体时空演化及地球动力学等问题的基础学科,应用最为广泛的当属含铀副矿物的U-Pb定年技术。榍石具有相对较低的U-Pb体系封闭温度,并广泛发育于岩浆岩、各类变质岩、热液成因岩石以及少量沉积岩中,是一种理想的中高温地质事件定年矿物。利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定榍石U-Pb年龄时,不可避免地要解决高普通铅以及元素分馏效应对测试的影响。本文对榍石LA-ICP-MS实验过程中的元素分馏行为进行研究,采用相同基体的标准样品与未知样品对比,发现了榍石不同颗粒之间元素分馏行为不一致的现象;同时采用不同的元素分馏校正方法,分别应用于锆石、独居石和榍石进行对比研究,认为分馏行为一致的副矿物定年可以采用"指数法"和"均值法"对数据进行校正,但是对于榍石这种分馏行为不一致的副矿物,定年时只有采用"截距法"对数据进行校正才可以获得正确的年龄。进而将此结论应用于秦岭造山带老牛山地区岩浆成因榍石样品,得到的结果与锆石年龄一致,表明"截距法"可以避免分馏行为不一致导致的校正不准确的问题。本研究成果为榍石LA-ICP-MS U-Pb定年方法的完善提供了一种思路。     

准噶尔盆地南缘头屯河地区砂岩型铀矿铀源区及其成矿构造背景分析——来自碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的证据

准噶尔盆地是我国重要的多能源矿产产出盆地之一,而准噶尔盆地南缘头屯河地区也是我国砂岩型铀矿找矿的优选区段,为了厘定头屯河地区砂岩型铀矿赋矿层位沉积期的源区位置、母岩岩性及时代,本文在野外地质调查的基础上,对头屯河地区砂岩型铀矿赋矿层中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素分析,建立了碎屑锆石的U-Pb年龄及Hf模式年龄谱系。通过与周缘岩浆活动时代对比,并结合古流向数据进一步分析赋矿层位沉积期的源区位置及母岩岩性,讨论砂岩型铀矿的铀源条件。对采自侏罗系和下白垩统的4个砂岩样品进行碎屑锆石年龄分析表明:碎屑锆石U-Pb年龄存在140～180 Ma、240～320 Ma、340～420 Ma、440～480 Ma四个主峰值年龄段,年龄较平均的分布在210～480 Ma宽泛的区间内。研究表明头屯河地区早侏罗世物源来自北天山;中侏罗世物源来自中、南天山;中侏罗晚期开始转变为以北天山为主;早白垩世物源大部分来自中、北天山,少量来自博格达山地区。砂岩型铀矿化层铀源主要来自南侧天山地区的古生代中酸性火成岩,其成矿作用应该发生在盆地处于较稳定的构造环境中。     

滇中禄丰地区中元古代早期球颗玄武岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其大地构造意义

在1∶5万区域地质调查的基础上,在禄丰地区东川群黑山组新发现了球颗玄武岩及凝灰岩夹层。采用LA-ICP-MS技术测得球颗玄武岩和凝灰质板岩中锆石U-Pb加权平均年龄分别为1678±10 Ma和1572±19 Ma,表明黑山组沉积时代为中元古代早期;其中球颗玄武岩SiO_2含量介于40.83%～52.56%,δEu正异常,大离子亲石元素Rb、Ba和高场强元素Nb、Ta、Th等强不相容元素相对富集,全岩地球化学显示为大陆板内低钛拉斑海相玄武岩,形成于伸展的构造环境,可能为Columbia超大陆裂解的产物。本次的发现,为准确地标定东川群时代、层序及大地构造属性提供新的参考依据,也为重塑整个滇中前寒武纪地层格架提供时代约束。     

辽东岫岩地区下古生界碎屑锆石定年:罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆在华北遗留的痕迹？

超大陆演化是地质研究的重要内容,华北克拉通与不同地质历史时期超大陆汇聚与裂解的联系对反演华北克拉通构造演化历史具有重要意义。本文在辽吉古元古代造山带中段的原划分为辽河群地层中首次识别出一套早古生代沉积建造。这套沉积建造与华北克拉通以浅海相的碳酸盐岩为主的早古生代沉积并不一致,以发育大量的陆源碎屑沉积为特征。我们对2件细砂岩分别进行了锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年。定年结果显示,2件样品的最小年龄分别为～482Ma和～498Ma,反映了它们的最大沉积时代。2件样品的碎屑锆石年龄主要介于1600～500Ma,缺乏亲华北的物源信息,表明它们的物源主要来自于华北之外。2件样品年龄谱中最重要的峰值出现在格林威尔期和泛非期,表明华北克拉通曾与罗迪尼亚超大陆和冈瓦纳大陆存在联系。格林威尔期碎屑锆石可能来自于罗迪尼亚超大陆时期波罗地古陆物质在华北克拉通东缘的再循环;泛非期碎屑锆石可能来自于东冈瓦纳大陆的北缘造山带。     

冈底斯中段容果地区二长花岗岩锆石U-Pb年龄及其地球化学特征

为确定容果地区二长花岗岩的形成时代、成因及其地质意义,对容果地区二长花岗岩进行了岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学研究。结果表明: 二长花岗岩中的锆石为岩浆成因,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为(69±1) Ma,侵入时代属于晚白垩世; 二长花岗岩中Al₂O₃含量为13.83%~14.41%,Na₂O含量为3.68%~3.94%,K₂O含量为4.28%~4.35%, K₂O/Na₂O为1.08~1.18,相对富钾,铝饱和指数A/CNK平均为1.02,属弱过铝质岩石; 微量元素特征表现为相对富集Rb、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征。结合区域构造演化背景,可得出在80~69 Ma之间,该区的岩浆活动并未停止,仍然持续在发生,所生成的岩体是新特提斯洋壳俯冲的岩浆产物,形成于造山环境下,形成过程贯穿整个造山运动。     

川西甲基卡矿床外围中酸性侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

在川西甲基卡矿床外围新发现了建巴村中酸性侵入岩体,为了探讨其形成时代、成岩构造背景及其成矿条件,开展了LA-ICP-MC锆石U-Pb年代学和地球化学特征研究。结果表明: 该岩体的结晶年龄为(211.8±1.0) Ma; 岩石属于钙碱性-高钾钙碱性准铝质中酸性侵入岩系列,具有I型花岗岩类的特征,其物质来源可能为壳源物质与幔源物质部分熔融。地球化学特征表明其形成于后碰撞环境,与此时期内川西地区的区域性岩浆活动相对应。建巴村岩体的构造位置及岩浆活动特征指示其可能不具备形成伟晶岩矿床的条件。     

安徽黄梅尖地区基性岩脉K-Ar年代学、地球化学特征及地质意义

在野外地质调查和室内综合研究的基础上,通过对黄梅尖地区辉绿玢岩K-Ar年代学、地球化学和Sr-Nd同位素特征进行研究,探讨辉绿玢岩的形成时代、岩石成因及构造背景。K-Ar年代学研究表明,辉绿玢岩形成于~107 Ma,是早白垩世岩浆活动的产物,形成时代晚于该地区火山岩和侵入岩,与该地区铀成矿年龄基本一致;辉绿玢岩的侵入可能是该地区岩浆作用的最后一幕,铀成矿可能与辉绿玢岩具有成因联系。地球化学特征表明,辉绿玢岩富集大离子亲石元素K、Rb、U、Pb和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,具有较高的Isr值和负εNd(t)值,具有富集地幔源区特征;辉绿玢岩是在地壳伸展和岩石圈减薄的构造背景下,由俯冲交代作用形成的富集地幔部分熔融形成的,表明~107 Ma时该地区仍处于伸展构造环境下。     

The rate of denudation of some British lowland landscapes

Developments in dating techniques applicable to the late Tertiary and Quaternary are giving us the ability to date past land surfaces. Where reasonable assumptions about the nature of such past surfaces and their partial preservation may be made, they can be reconstructed. This permits the contouring and measurement of the subsequent dissection, allowing not only calculation of the average rate of erosion over the elapsed time, but also information on the pattern of incision. Two examples where this has been attempted are present; both are dissected till surfaces in eastern England, one of Anglian and the other of Devensian age. The approach quantifies the disparity between the incision of valleys and the general denudational lowering of the surface which characterizes many landscapes. The technique is not only of academic interest, but potentially forms a useful line of approach to the assessment of the safety of the burying toxic wastes. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法在异剥钙榴岩和矽卡岩年代学研究中的应用

本文利用Coherent GeoLasHD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪, 建立了LA-ICP-MS石榴子石U-Pb定年方法。利用该方法, 对采自冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩和闽西南马坑式铁矿含矿石榴子石矽卡岩这两种岩石中的石榴子石开展U-Pb定年研究。在冀北地区晚古生代镁铁质-超镁铁质混杂岩体中的异剥钙榴岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(387.6±5.4) Ma (D496-1, MSWD=1.1, N=30)和(409.3±7.8) Ma (D493-1, MSWD=2.0, N=60), 在马坑铁矿石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石下交点年龄为(128.6±2.1) Ma (ZK7921-b24, MSWD=2.0, N=60)和(128.7±3.2) Ma (ZK7922-b1, 用锆石91500校正, MSWD=1.8, N=42); 在潘田铁矿的石榴子石矽卡岩中, 获得石榴子石的下交点年龄为(128.7±1.7) Ma (PT-b1, MSWD=1.7, N=30)和(132.1±1.3) Ma (PT-b1样品, 用锆石91500校正, MSWD=1.6, N=30)(除了指明使用锆石标样91500校正石榴子石未知样品外, 其他皆用石榴子石标样Willsboro校正石榴子石未知样品的U/Pb分馏)。以上结果与Sm-Nd等时线年龄及前人报道的锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。对马坑式铁矿石榴子石矽卡岩U-Pb定年结果表明, 利用石榴子石标样Willsboro和锆石标样91500作为外标样校正同一样品中石榴子石U/Pb同位素分馏, 获得的下交点年龄一致, 206Pb/238U年龄的加权平均值也一致, 说明石榴子石与锆石之间的基体效应较小, 在缺乏石榴子石标样时, 可用锆石标样91500代替。在上述研究基础上分析了石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床成矿时代研究及异剥钙榴岩年代学研究中的应用潜力, 认为石榴子石U-Pb定年方法在矽卡岩型矿床及异剥钙榴岩年代学研究中具有巨大的应用推广前景, 具有重要的理论指导和实际应用意义。     

东昆仑二叠系格曲组火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

东昆仑古特提斯造山带经历了从洋壳俯冲到陆-陆碰撞及后碰撞伸展的造山过程,但对古特提斯洋闭合时间一直存在争议,争论的焦点集中在晚二叠世格曲组沉积盆地原型及中上二叠统之间不整合关系代表的构造事件。本文对东昆仑红石山地区格曲组火山岩开展了锆石U-Pb年代学与岩石地球化学研究,结果表明,岩石富集Rb、Th、Ba等大离子亲石元素(LILE)而亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(HFSE),具有大陆岩浆弧的地球化学特征。火山岩具有高Ba/Th比值(53.6)、Th/Ce比值(0.23)、Nb/Ta比值(18.35)及低Dy/Yb比值(1.42),表明晚二叠世火山岩由枕状玄武岩和洋底沉积物等洋壳物质俯冲至60 km左右深度时熔融所形成。锆石U-Pb定年表明,格曲组下部碎屑岩段流纹质凝灰岩和英安质沉凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄分别为(257.5±2.5)Ma和(256.2±4.8)Ma,上部灰岩段粗安质晶屑凝灰岩206Pb/238U加权平均年龄为(251.8±2.3) Ma。结合区域上已报道的格曲组及花岗岩研究成果,认为古特提斯洋在晚二叠世开始向北俯冲消减,沉积于弧前盆地的格曲组为古特提斯...