| 锆石He扩散行为:FCT锆石扩散实验的制约 |
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| 引用本文： | 喻顺,陈文,孙敬博,沈泽. 锆石He扩散行为:FCT锆石扩散实验的制约[J]. 中国科学:地球科学, 2019, 0(4): 656-670 |
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| 作者姓名： | 喻顺 陈文 孙敬博 沈泽 |
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| 作者单位： | 中国地质科学院地质研究所同位素热年代学实验室;自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(批准号:41503058;41473053;41503057);公益性行业专项项目(编号:201511064-2);国家重点研发计划项目(编号:2017YFC0601300);地质矿产调查评价项目(编号:DD20160123-02);中国地质科学院基本科研业务费项目(编号:J1625)资助 |
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| 摘 要： | 为了更好地理解锆石(U-Th)/He定年技术及应用潜力,文章基于热活化扩散过程原理,通过高精度分步加热实验研究锆石He的扩散特征,分析锆石He扩散动力学参数、封闭温度(Tc)、部分保留区(PRZ)及(U-Th)/He年龄等. FCT锆石标样循环分步加热扩散实验获取扩散系数ln(D/a2)与温度倒数呈负相关,遵从期望的热活化扩散过程(Arrhenius方程).锆石He扩散活化能(Ea)分布在144～184kJ mol-1,平均值为(169±12)kJ mol-1,(U-Th)/He封闭温度介于144～216℃(冷却速率为10℃Ma-1,半径为38～60μm),平均值为(176±18)℃.锆石He封闭温度随着冷却速率的增大而增加,缓慢冷却时(冷却速率为0.1℃Ma-1),平均值为～136℃;快速冷却时(冷却速率为100℃Ma-1),平均值为～199℃.当冷却速率不变时, He封闭温度随锆石半径增大而增加,对于快速冷却的FCT锆石,年龄受半径大小影响不明显. He保存或者重置与温度和时间条件密切相关,部分保留区温度窗口随持续时间的增加逐渐减小.测试26粒FCT锆石(U-Th)/He年龄的几何平均值为(28.38±0.34)Ma(S.E.),与国内外实验室测试年龄(28.4±1.9Ma)一致. FCT锆石(U-Th)/He年龄较年轻,具有较好的重现性,锆石形成后快速冷却,具有低剂量的辐射损伤,且FCT锆石He年龄与eU没有明显的相关性,表明辐射损伤对He年龄及扩散动力学的影响不明显.
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| 关 键 词： | 锆石 He扩散 (U-Th)/He 封闭温度 热年代学 |
Diffusion of helium in FCT zircon |
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