Evaluating OSL-SAR protocols for dating quartz grains from the loess in Ili Basin,Central Asia

Late Pleistocene records of loess deposition are a critical archive for understanding terrestrial paleoenvironment changes in Central Asia. The age of loess is not well known for the deserts regions and surrounding high plateaus in Central Asia. Previous studies have shown that there remains a disparity between ages for loess deposition by luminescence and ¹⁴C dating. This study evaluates the potential of optically stimulated luminescence (OSL) to date a loess sequence resting on fluvial sands in the east Ili Basin, Central Asia. The single-aliquot regenerative-dose (SAR) protocol on coarse grain quartz was employed for equivalent dose determinations. The basal fluvial sand returned a secure OSL age, with low overdispersion value in equivalent doses (19 ± 2%) of ca. 36 ka and provides a close, but maximum age estimate (within 5 ka) on the initiation of loess deposition. However, the loess yielded high overdispersion values for equivalent doses and age reversals, coincident with diffuse paleosols; indicating that pedoturbation with loess deposition may be a dominant process. OSL ages between ca. 45 and 14 ka calculated using a maximum age model and OSL ages from other sites in the Basin suggests that the latest major period of loess deposition was between 70 and 10 ka ago. A future hypothesis to test based on these analyses is that there may be three periods of heightened loess deposition at ca. 45, 35 to 19 and 14 ka, when desert source areas to the west were particularly dry.     

地表岩石侵蚀速率对宇生核素暴露测年影响的研究

利用原地生宇生核素测定暴露年代时,通常会假设地貌体侵蚀速率为0。研究表明,该假设会低估地貌体的真实暴露年代。搜集2009~2012年全球不同区域56个岩石样品的宇生核素¹⁰Be测年数据,探讨侵蚀速率为0对于侵蚀速率为0.5、1以及2 mm/ka的样品,在不同暴露尺度上对暴露年代计算的影响幅度。结果表明,对于1×10⁴a尺度的样品暴露年代可能低估约0.5%,1%,2%;对于10×10⁴a尺度的样品可能低估约5%,7%,20%;对于50×10⁴a尺度的样品可能低估约40%,70%甚至100%以上。     

中天山天湖东铁钼矿含矿片麻状花岗岩年代学、地球化学和锆石Hf同位素-对于中天山早古生代构造演化的启示

以中天山东段的天湖东铁钼矿含矿花岗岩为例,在LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测定其为早古生代花岗岩（（445.3±4.6） Ma）基础上,通过岩相学、地球化学及锆石原位Hf同位素组成等多方面研究,探讨该岩体的成岩作用及其构造背景。天湖东含矿片麻状花岗岩的主要矿物为斜长石、石英、钾长石,并含少量黑云母和角闪石等。全岩地球化学分析结果表明,该片麻状花岗岩高硅、弱富铝、富钙、富钠而贫钾,ASI值为0.68~0.82,属于准铝质钙碱性花岗岩,总体上富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba等和轻稀土元素La、Ce、Nd等,而亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Yb等,轻重稀土分异明显,轻稀土分异较为明显,而重稀土分异不明显,表现出典型岛弧岩浆岩的地球化学特征。锆石的ε_Hf(445 Ma)值为-6.31~-1.77,二阶段Hf模式年龄（T_DM2）为1.538~1.825 Ga,表明该花岗岩的源区主要为壳源物质。综合分析上述资料,认为天湖东铁钼矿片麻状花岗岩是由俯冲过程中地壳物质重熔的产物。结合前人的研究和本课题组的新近研究成果认为,在早古生代时,中天山为岩浆弧构造环境,形成一系列的钙碱性岩浆岩,而该岩浆弧的形成可能是受到介于吐哈陆块和塔里木板块之间的古天山大洋在早古生代时期向南俯冲而形成的。     

Field Relationships, Geochemistry, Zircon Ages and Evolution of a Late Archaean to Palaeoproterozoic Lower Crustal Section in the Hengshan Terrain of Northern China

The Hengshan complex forms part of the central zone of the North China Craton and consists predominantly of ductilely-deformed late Archaean to Palaeoproterozoic high-grade, partly migmatitic, granitoid orthogneisses, intruded by mafic dykes of gabbroic composition. Many highly strained rocks were previously misinterpreted as supracrustal sequences and represent mylonitized granitoids and sheared dykes. Our single zircon dating documents magmatic granitoid emplacement ages between 2.52 Ga and 2.48 Ga, with rare occurrences of 2.7 Ga gneisses, possibly reflecting an older basement. A few granitic gneisses have emplacement ages between 2.35 and 2.1 Ga and show the same structural features as the older rocks, indicating that the main deformation occurred after -2.1 Ga. Intrusion of gabbroic dykes occurred at -1920 Ma, and all Hengshan rocks underwent granulite-facies metamorphism at 1.88-1.85 Ga, followed by retrogression, sheafing and uplift. We interpret the Hengshan and adjacent Fuping granitoid gneisses as the lower, plutonic, part of a late Archaean to early Palaeoproterozoic Japan-type magmatic arc, with the upper, volcanic part represented by the nearby Wutai complex. Components of this arc may have evolved at a continental margin as indicated by the 2.7 Ga zircons. Major deformation and HP metamorphism occurred in the late Palaeoproterozoic during the Luliang orogeny when the Eastern and Western blocks of the North China Craton collided to form the Trans-North China orogen. Shear zones in the Hengshan are interpreted as major lower crustal discontinuities post-dating the peak of HP metamorphism, and we suggest that they formed during orogenic collapse and uplift of the Hengshan complex in the late Palaeoproterozoic （〈1.85 Ga）.     

中国第四纪冰期数值年表初步划分

20世纪70年代以前,我国第四纪冰川冰期主要是根据第四纪冰川遗迹的侵蚀-沉积地貌特征和沉积物的物理化学风化程度的差异划分的相对年代;80～90年代开始有放射性碳和地衣法的测年;90年代以后,采用热释光和电子自旋共振技术测年,获得了我国第四纪冰川的一些数值年代,划分了5次冰期,其时代初步定为:小冰期Ⅲ(1871±20A.D.),小冰期Ⅱ(1777±20A.D.),小冰期Ⅰ(1528±20A.D.);新冰期Ⅲ(1550±70aB.P.,1580±60aB.P.),新冰期Ⅱ(2.8～2.5kaB.P.),新冰期Ⅰ(3.1kaB.P.);末次冰期Ⅳ(YD)(11.5～10.4kaB.P.),末次冰期Ⅲ(24～16kaB.P.),末次冰期Ⅱ(56～40kaB.P.),末次冰期Ⅰ(73～72kaB.P.);倒数第二冰期(相当于MIS6～10),Ⅲ阶段(154～136kaB.P.),Ⅱ阶段(277～266kaB.P.),Ⅰ阶段(333～316kaB.P.);倒数第三冰期(相当于MIS12～16),Ⅱ阶段(520～460kaB.P.),Ⅰ阶段(710～593kaB.P.)。未来的研究趋势是采用宇宙成因核素暴露年代方法和光释光技术在更大的空间尺度上对冰川地貌精细定年,分析第四纪冰川发育的空间差异和异时性机制。     

吉林中部晚三叠世和早侏罗世两期铝质A型花岗岩的厘定及对吉黑东部构造格局的制约

高精度同位素年代学和岩石学、元素地球化学研究结果表明,吉林省中部地区存在晚三叠世和早侏罗世两期铝质A型花岗岩。其中三道河正长花岗岩的锆石LA ICPMS年龄为(216±3) Ma,形成于晚三叠世,受控于华北板块和其北侧板块在晚二叠世—早三叠世沿西拉木伦河—长春—延吉缝合带碰撞拼合后的岩石圈伸展作用,标志古亚洲洋构造域的演化结束。天桥岗碱长花岗岩的锆石SHRIMP和TIMS年龄分别为(182±3) Ma和(188±4) Ma,全岩Rb Sr等时线年龄为(185±4) Ma,形成于早侏罗世,可能是与佳木斯板块和松嫩—张广才岭板块在早侏罗世早期沿嘉荫—牡丹江缝合带碰撞拼合有关的伸展作用的产物。这次板块碰撞作用很有可能标志着东北地区东部此时已经开始进入滨太平洋构造域的演化阶段。更详细的研究显示,两期A型花岗岩岩浆都来源于年轻的基性玄武质下地壳的部分熔融,岩浆经历了分离结晶作用。     

山东岚山I型与A型复合片麻状变质花岗岩：年代学、地球化学及其构造指示意义

在山东日照岚山地区,出露有原岩为新元古代岩浆活动产物的I型与A型复合的片麻状变质花岗岩体,前者特征矿物组合为石英+钾长石+斜长石+黑云母,而后者则为石英+钾长石+斜长石+霓石+亚铁钠闪石+黑云母。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,I型片麻状变质花岗岩的原岩成岩年龄为795±32Ma,而A型片麻状变质花岗岩的原岩年龄则为772±26Ma,二者均经历了早中生代的超高压变质作用,并在220Ma左右遭受强烈的角闪岩相退变质作用的改造。地球化学上,I型和A型片麻状变质花岗岩均具有高硅、富铁和贫镁的特征,但A型片麻状变质花岗岩更富碱贫铝,其铝饱和指数仅为0.88~0.94,表现为准铝质,而I型片麻状变质花岗岩则具有准铝-弱过铝的特点（A/CNK=0.94~1.01）。在微量和稀土元素方面,A型片麻状变质花岗岩较I型稀土总量高,且具有高场强元素富集的特征,富Ga,10⁴×Ga/Al值为2.77~3.89。二类片麻状变质花岗岩具有不同的Nd同位素组成,ε_Nd (t)值分别为-6.26 ~ -8.00和-3.73 ~ -5.20,指示它们应具不同的岩浆源区,元素结晶分异模拟显示二者岩浆演化的历程也存在差异。岚山片麻状变质花岗岩叠加有"弧"和"裂谷"双重岩浆活动的地球化学印记,它们与由地幔柱上隆所引发的主动裂谷背景下岩浆作用产物的特征存在明显差别。I型与A型复合片麻状变质花岗岩的产出指示扬子板块北东缘在片麻状变质花岗岩原岩形成时（795~770Ma）应处于弧后伸展引发的被动裂谷环境的初始阶段。     

雅安地区青衣江流域第四纪阶地特征分析

雅安青衣江流域阶地非常发育。通过砾石的岩性、粒度、扁平面的统计,研究区阶地砾石主要来源于青衣江上游地区,在万古场古青衣江流向由北东改为向东,在阳坪现代青衣江流向一致为东南,流速有逐渐减小的趋势。根据阶地测年和阶面相对高程分析,从早更新世至全新世本区至少有7次构造抬升,万古场阶地最大抬升幅度达85 m,最大抬升速率为0.532 mm/a,阳坪阶地抬升幅度最大达到52 m,最大抬升速率为1.25 mm/a。     

北桐柏地区镁铁质麻粒岩锆石U-Pb年代学及变质作用

对北桐柏地区镁铁质麻粒岩变质锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,获得了418.7±3.2Ma的谐和年龄。详细的岩石学、矿物学研究表明,桐柏地区镁铁质麻粒岩遭受过较强的部份熔融,其变质峰期温压条件为~845℃,~0.85GPa。根据Zr的溶解度模型进行部分熔融模拟计算,发现在峰期变质条件下,熔体中Zr不饱和,在冷却到750~800℃时Zr才达到饱和;同时锆石Ti含量温度计也给出了750℃左右的结晶温度。这些表明418.7Ma记录的并不是麻粒岩峰期变质年龄,而是峰期后冷却到750~800℃左右的年龄,麻粒岩的峰期变质年龄可能为430~445Ma左右。部分锆石边部具明显增生边,相对核部的变质锆石区域CL发光性强,且普通Pb含量高,U-Pb定年结果为404.7±6.5Ma,该年龄反映了404Ma左右的一次退变质作用。大量研究表明,沿中央造山带存在一次十分强烈的加里东期板块构造事件,期间的大陆俯冲碰撞或岛弧-大陆碰撞导致大陆壳充分加厚,北桐柏地区的高温麻粒岩相变质作用很可能发生在碰撞加厚的地壳基底。     

北苏鲁超高压变质带中斜长角闪岩的成因

在北苏鲁超高压变质带的威海地区的正片麻岩中,存在大量规模不一的含石榴石斜长角闪岩的透镜体或不规则团块。锆石中矿物包体的激光拉曼测试、阴极发光图像分析、稀土元素和微量元素以及Lu-Hf同位素的LA-(MC)-ICP-MS测试等综合研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩 (WH17) 只存在一种成因类型的锆石,即变质锆石。该类锆石自核部到边部均保存了典型的超高压包体矿物组合：柯石英 (Coe)+石榴石 (Grt)+绿辉石 (Omp)+多硅白云母 (Phe)+金红石 (Rt)+磷灰石 (Ap),相应的阴极发光图像自核部到边部十分均匀,具有典型变质锆石的特点。锆石核部和边部的稀土元素含量特征和配分模式也十分相似,主要表现为轻稀土元素相对亏损,而重稀土元素相对平坦,无Eu异常 (Eu/Eu^*=0.94~1.04), 具较明显的正Ce异常 (Ce/Ce^*=83.4~111.0),低的Th/U (<0.02) 和 Lu/Hf (<0.00010) 比值以及极低的 Th (1×10^-6~4×10^-6) 含量。锆石核部到边缘的重稀土元素亏损与石榴石稳定有关,而无Eu异常则与斜长石分解关系密切。上述特征表明,含石榴石斜长角闪岩中的锆石均是在超高压变质阶段形成的变质锆石,而研究样品中继承性岩浆结晶锆石的缺乏,是由于含石榴石斜长角闪岩在原岩形成时Zr的成分明显匮乏所致。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含柯石英锆石自核部到边部记录了十分一致的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄,变化于 240.2±3.3Ma 到220.2±2.8Ma 之间,加权平均年龄为229.8±2.0Ma, 这组年龄与前人对苏鲁超高压变质带中榴辉岩、正片麻岩、副片麻岩和大理岩等含柯石英锆石微区记录的年龄完全吻合,应代表苏鲁地体超高压变质时代。Lu-Hf同位素研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩中变质锆石的Hf同位素特征与苏鲁超高压变质带中榴辉岩的继承性岩浆锆石和变质锆石均存在本质差别,其中¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.00001~0.00003, ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf (_t)=0.282052~0.282107, 相应的ε_Hf(t)=-21.1~-18.8, 模式年龄t_DM2=2.14~2.24Ga,这些Lu-Hf同位素特征与围岩正片麻岩含柯石英锆石微区的Hf同位素性质十分相似, 充分表明了北苏鲁含石榴石斜长角闪岩在超高压变质阶段形成的变质锆石所必须的Zr和Hf成分不是来自体系本身,而是来源于围岩正片麻岩。