成岩混层（I／S）Ar—Ar年龄谱型及^39Ar核反冲丢失机理研究——以浙江长兴地区P—T界线粘土岩为例

本文以浙江长兴地区P—T界线上的粘土岩为研究对象，对其中的成岩混层I／S进行了K—Ar和Ar—Ar测年实验研究，结果表明，沉积岩中成岩混层I／S的K—Ar年龄在没有碎屑含钾矿物混入的情况下，比其对应的地层时代要年轻。成岩混层I／S的常规^40Ar／^39Ar阶段升温测年一般情况下得不到年龄坪，只有当类蒙皂石层的含量为零时（即没有膨胀层的成岩伊利石），才能形成平坦的年龄谱。^39Ar的核反冲丢失不仅发生在矿物表面，也发生在矿物内部，最高可达48％左右，0．2μm粒级可能是^39Ar核反冲丢失量的拐点，同时也表明，用快中子照射硅酸盐样品，核反冲距离可以达到0．2μm。     

砂岩储层自生伊利石40Ar–39Ar定年技术及油气成藏年龄探讨

油气成藏年龄是石油地质学和同位素年代学共同面临的科学难题之一。本文探讨砂岩储层自生伊利石40Ar–39Ar阶段加热技术获得油气成藏年龄的可能性。样品采自南海珠江口盆地第三纪珠海组砂岩储层,采用冷冻−加热循环技术缓慢碎裂样品,以减少碎屑长石混入量。释出气体首先经过专门研制的纯化装置,有效地除弃有机杂质气体,然后经过2个NP10 Zr/Al泵进一步纯化。06ZJ26I伊利石40Ar–39Ar激光阶段加热分析获得了阶梯状上升的年龄谱。开始3个最低激光能量阶段加权平均年龄(12.1 ± 2.2) Ma (2)解释为自生伊利石的最小年龄,可能代表了油气成藏的最大年龄;而较高激光能量阶段坪年龄(98.0 ± 0.9) Ma则代表了砂岩中陆源碎屑长石的年龄。与传统K-Ar法相比,40Ar–39Ar法可以揭示伊利石样品更多的年代学信息。     

砂岩储层自生伊利石40Ar-39Ar定年技术及油气成藏年龄探讨

油气成藏年龄是石油地质学和同位素年代学共同面临的科学难题之一。本文探讨砂岩储层自生伊利石40Ar-39Ar阶段加热技术获得油气成藏年龄的可能性。样品采自南海珠江口盆地第三纪珠海组砂岩储层,采用冷冻加热循环技术缓慢碎裂样品,以减少碎屑长石混入量。释出气体首先经过专门研制的纯化装置,有效地除弃有机杂质气体,然后经过2个NP10Zr/Al泵进一步纯化。06ZJ26I伊利石40Ar-39Ar激光阶段加热分析获得了阶梯状上升的年龄谱。开始3个最低激光能量阶段加权平均年龄(12.1±2.2)Ma(2σ)解释为自生伊利石的最小年龄,可能代表了油气成藏的最大年龄;而较高激光能量阶段坪年龄(98.0±0.9)Ma则代表了砂岩中陆源碎屑长石的年龄。与传统K-Ar法相比,40Ar-39Ar法可以揭示伊利石样品更多的年代学信息。     

自生伊利石40Ar-39Ar法年代学实验过程中一些重要环节的探讨

自生伊利石^40Ar-^39Ar年代学在油气勘探及其他领域具有重要意义,但由于自生伊利石晶体结构的特殊性,使这一方法从样品处理到数据解释都有一些需要探讨的问题。自生伊利石提纯方法主要由冷冻-加热碎样结合高速离心完成。样品粒度愈细,样品纯度愈大,结晶度愈差。通过X射线衍射可以获得样品纯度、结晶度方面的信息,用TEM可以获得XRD检测限（5％）以下的样品纯度信息。样品^39Ar核反冲丢失与样品中晶体的结晶度（2θ）、晶体沿c轴方向的层厚相关;真空包裹技术可以较合理地降低核反冲丢失,得到细粒样品有意义的年龄。真空包裹的细粒样品的“保留年龄”有重要的地质意义。     

东喜马拉雅构造结岩体冷却的~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究

对采自东喜马拉雅构造结核心地段雅鲁藏布大峡谷地区的13件标本中的20件矿物样品进行了系统的常规^40Ar／^39Ar年代学研究。数据显示,样品的（^40Ar／^39Ar）i值均接近尼尔值（295．5±5）,且绝大部分样品的坪年龄与其反等时线年龄在误差范围内一致。从数据统计结果来看,所测样品的^40Ar／^39Ar年龄大都集中在1．3Ma和2．5Ma左右,表明南迦巴瓦地区在上新世中期和更新世早期均经历了快速冷却抬升事件。本次测试的样品采自不同的高程及不同的构造单元,且样品原岩的成因及岩性各异,但沿着大峡谷由北向南不同地段的样品的不同矿物（角闪石、黑云母、白云母、钾长石）的^40Ar／^39Ar年龄相近,而同一样品中不同矿物的^40Ar／^39Ar年龄大小又并非完全按照矿物对氩同位素体系的封闭温度高低来分布,表明该地区在上新世以来的岩体冷却速率很大,以致该地区的矿物对氩同位素体系的封闭过程与处于缓慢冷却环境中的封闭过程明显不同。以本文报道的数据估算,南迦巴瓦地区的岩体在最近3Ma以来的冷却速率达120～240℃／Ma,岩体抬升速率达3．4—6．9mm／a。     

利用自生伊利石激光加热~(40)Ar-~(39)Ar定年技术探讨惠州凹陷新近系油气充注时间

油气成藏年代学是新兴的学科发展方向。烃类充注之后,砂岩储层中自生伊利石停止生长,故可利用自生伊利石的年龄来推断储集层中油气藏形成的最老年龄。砂岩样品中存在的有机质在质谱仪离子源中产生的覆盖40Ar峰的有机碎片离子m/e36-m/e40将导致错误的同位素分析和年龄谱结果。经预处理后的伊利石样品加热后在质谱仪离子源中确实产生了有机碎片离子m/e36-m/e44,为获得可靠的分析结果,必须完全清除有机杂质气体。在攻克了有机杂质气体纯化技术之后,笔者开展了珠江口盆地惠州凹陷内3个富油气二级构造带油气藏砂岩自生伊利石40Ar-39Ar法定年研究,采取样品清洗、循环冷冻—加热法破碎样品、经苯-甲醇混合试剂洗油、采用离心机分离粘土矿物。自生伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年最初低温阶段综合年龄结果表明,惠州凹陷珠海组和珠江组自生伊利石加权平均年龄分别为(12.1±1.1)Ma和(9.9±1.2)Ma,惠州凹陷新近系油气成藏关键时间为10Ma左右。结合该区断裂发育史、油气成藏组合和流体包裹体均一化温度等资料进一步分析认为,中中新世末—晚中新世末的晚期断层活化加强了新近系油气的成藏。     

伊利石40Ar-39Ar年龄的统计分析与成藏期

为了确定鄂尔多斯盆地苏里格气田的成藏年代,通过提取砂岩储层中的黏土质填隙物,分离分级成 < 0.5、0.5~1.0、1.0~2.0μm的分样品,进行伊利石激光阶段加热40Ar-39Ar定年.等时线年龄是自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.通过趋势分析和回归分析分别获得极小的趋势年龄和极小的回归年龄,该年龄比较接近自生伊利石年龄.测试结果表明,伊利石的等时线年龄介于160.9~232.0 Ma之间,为自生伊利石与碎屑伊利石的混合年龄.采用数理统计方法获得极小趋势年龄和极小回归年龄分别为151.7 Ma和152.4 Ma,该年龄比较接近自生伊利石年龄,代表了热流体活动和油气成藏时间.      

应用K—Ar和^40Ar／^39Ar法测定较低级变质中劈理形成年龄

在较低级变质泥质岩石中利用全岩的K—Ar和~(40)Ar/~(39)Ar分析方法来测定劈理形成年龄时,由于矿物样品的特殊性和碎屑颗粒间潜伏氩的存在,使测定工作变得复杂。复杂的矿物影响可通过仔细分辨K/Ca和~(40)Ar/~(39)Ar的年龄光谱加以解决。然而,碎屑的影响可能继续存在,甚至在具有渗透性裂开的变质泥质样品中(全岩和白云母,粒级均在0.4～0.63μm之间)也不例外,直到浅变质带(或浅带)的边缘这种影响才被消除。伴有浅变质裂开的凝灰岩夹层其~(40)Ar/~(39)Ar和K—Ar法测定的全岩劈理年龄与地层古生物学测定的劈理年龄相一致,这说明K—Ar和~(40)Ar/~(39)Ar法不受碎屑的影响。在粒级上与上述浅变质凝灰岩相区别,富含白云母的另一种凝灰岩具有下面特征,颗粒间界限明显,K—Ar和~(40)Ar/~(39)Ar全气体年龄与上述凝灰岩一致,不随颗粒的大小发生变化。近带高变质凝灰岩由边界不清的白云母颗粒组成,它们连续记录了~(40)Ar/~(39)Ar全气体年龄,其中~(40)Ar/~(39)Ar值比K—Ar值高10％～15％(全岩粗碎屑颗粒),这一差异是由于在辐射中受反冲气体~(39)Ar的影响,并表明颗粒的边界形态(有效表面积/体积)在很大程度上控制了~(39)Ar的反冲。     

楼子店变质核杂岩韧性变形作用的40Ar/39Ar年代学约束

楼子店变质核杂岩以拆离系中韧性剪切与脆性拆离运动学不一致,有别于北美科迪勒拉变质核杂岩。构造分析表明,核杂岩两侧拆离系中韧性剪切具有统一的上盘向北东的剪切特征。采自核杂岩两侧韧性剪切带中的3个黑云母单矿物^40Ar／^39Ar年龄介于126～128Ma之间,西侧韧性剪切带中1个角闪石单矿物^40Ar／^39Ar年龄为134Ma,4个样品的坪年龄与对应的等时线年龄一致。角闪石和黑云母坪年龄记录的韧性剪切作用的时限为126～134Ma,并且显示出韧性伸展的特点。研究表明楼子店变质核杂岩两侧的韧性剪切带形成时间一致并具有相同的运动学,韧性剪切作用是核杂岩形成演化的一个重要阶段,这为核杂岩形成的韧性伸展阶段的约束提供了年代学证据。     

沉积岩中自生伊利石K-Ar定年研究——存在问题及原因讨论

在浙江长兴煤山全球二叠系一三叠系界线层型剖面中界线附近采集黏土岩样品。对其中的伊利石／蒙皂石成岩间层I／S进行K—Ar测年实验研究，来探讨沉积岩中自生伊利石K—Ar测年在确定沉积地层时代方面的可行性。结果表明，沉积岩中成岩间层I／S的K—Ar年龄在没有碎屑含钾矿物混入的情况下，比其对应的地层时代要年轻，其原因主要有两条，一是因为泥岩中的自生伊利石来自于蒙皂石的伊利石化，而蒙皂石的伊利石化受很多因素控制，需要一定的时间才能完成；另一原因是由于蒙皂石伊利石化过程中存在着放射性成因^40Ar的扩散丢失。     

表生钾锰矿物~(40)Ar/~(39)Ar年代学及其古气候意义

红土型风化壳和次生锰矿床形成于温暖和潮湿的古气候条件 ,其中含有丰富的表生钾锰矿物。因此 ,对表生钾锰矿物进行精确的40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ,不仅能查明大陆化学风化和矿床次生富集的时间和过程 ,而且可以为区域古气候的反演提供重要的年代学资料。透射电子显微镜、热重分析、离子交换实验和40 Ar/ 3 9Ar同位素分析表明 ,层状结构的黑锌锰矿、锂锰矿和钠水锰矿以及具有 1× 1隧道结构的软锰矿不适合于40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ;而隐钾锰矿、锰钡矿和锰铅矿因具有致密和稳定的 2× 2隧道结构及很强的保存K Ar体系的能力 ,是40 Ar/ 3 9Ar同位素定年的理想对象。硬锰矿和钙锰矿分别具有 2× 3和 3× 3隧道结构 ,由于隧道孔径过大 ,晶体结构的稳定性较差 ,其作为40Ar/ 3 9Ar测年的适用性有待于进一步证实。采用精细的激光阶段加热技术 ,可以有效克服表生钾锰矿物40 Ar/ 3 9Ar测年过程中3 9ArK 的反冲损失、多世代表生钾锰矿物的共生 ,以及表生钾锰矿物中原生矿物的污染和过量大气氩的存在等问题 ,并获得有意义的风化年龄。已有数据表明 ,表生钾锰矿物的形成主要集中在白垩纪末期、始新世末期—渐新世早期、中新世和上新世中期等 4个时期 ,可能记录了地史时期周期性的化学风化及气候的交替演变     

迁安紫苏花岗岩的~(40)Ar/~(39)Ar年龄谱

对采自河北省迁安县水厂地区的紫苏花岗岩中的黑云母和紫苏辉石进行了~(40)Ar/~(39)Ar年龄测定,分别给出了18.7亿年和19.6亿年的~(40)Ar保存年龄。这两种矿物的年龄谱的视年龄的梯度变化表明,紫苏花岗岩形成后是缓慢冷却的。3.9亿年左右的一次热事件,造成了放射成因~(40)Ar的丢失。根据热历史和封闭温度的研究,从27亿年(侵入到该区紫花岗岩中的花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄)到19.6亿年,紫苏花岗岩岩体的抬升速率为6.5m/Ma,但从19.6亿年到18.7亿年,其抬升速率高达111m/Ma,具有明显的构造抬升作用。     

Evaluation of 40Ar/39Ar Geochronology of Authigenic Illites in Determining Hydrocarbon Charge Timing: A Case Study from the Silurian Bituminous Sandstone Reservoirs,Tarim Basin,China

The Silurian bituminous sandstones(SBS) in the Tarim Basin, China are important basinwide reservoirs with an estimated area of approximately 249000 km2. We investigated the ages of authigenic illites in the SBS reservoirs and constrained their formation timing by using the ~(40)Ar/~(39)Ar step wise heating method. The age spectra, ~(39)Ar recoil loss and their controlling factors were investigated systematically. The ~(40)Ar/~(39)Ar ages were compared with the conventional K/Ar ages of identical clay fractions. The clay in the SBS reservoirs is dominated by orderly mixed-layer illite/smectite(I/S) with 5%–30% smectite layers. The I/S minerals morphology comprises primarily honeycomb, short filamentous and curved-lath particles, characteristic of authigenic illites. The unencapsulated ~(40)Ar/~(39)Ar total gas ages(UTGA) of the authigenic illites range from 188.56 ± 6.20 Ma to 491.86 ± 27.68 Ma, which are 7% to 103% older than the corresponding K/Ar ages of 124.87 ± 1.11 Ma to 383.45 ± 2.80 Ma, respectively. The K-Ar ages indicate multistage accumulations with distinct distribution patterns in the Tarim Basin: older(late Caledonian-early Hercynian) around the basin margin, younger(late Hercynian) in the basin centre, and the youngest(middle to late Yanshanian) in the Ha-6 well-block, central area of the North Uplift. The age difference is believed to have been caused by the ~(39)Ar recoil loss during the irradiation process. Compared with the K/Ar ages, the estimated ~(39)Ar recoil losses in this study are in the range from 7% to 51%. The ~(39)Ar recoil loss appears to increase not only with the decreasing particle sizes of the I/S, but also with increasing percentage of smectite layers(IR) of the I/S, and smectite layer content(SLC) of the samples. We conclude that due to significant ~(39)Ar recoil losses, UTGA may not offer any meaningful geological ages of the authigenic illite formation in the SBS and thus can not be used to represent the hydrocarbon charge timing. ~(39)Ar recoil losses during ~(40)Ar/~(39)Ar dating can not be neglected when dating fine authigenic illite, especially when the ordered mixed-layer I/S containing small amount of smectite layers(IR30%) in the reservoir formations. Compared with the unencapsulated Ar-Ar method, the conventional K-Ar method is less complicated, more accurate and reliable in dating authigenic illites in petroleum reservoirs.     

40Ar/39Ar Dating of Xuebaoding Granite in the Songpan-Garzê Orogenic Belt, Southwest China, and its Geological Significance

<正>Thus far,our understanding of the emplacement of Xuebaoding granite and the occurrence and evolution of the Songpan-Garze Orogenic Belt has been complicated by differing age spectra results.Therefore,in this study,the ~(40)Ar/~(39)Ar and sensitive high resolution ion micro-probe(SHRIMP) U-Pb dating methods were both used and the results compared,particularly with respect to dating data for Pankou and Pukouling granites from Xuebaoding,to establish ages that are close to the real emplacements.The results of SHRIMP U-Pb dating for zircon showed a high amount of U,but a very low value for Th/U.The high U amount,coupled with characteristics of inclusions in zircons,indicates that Xuebaoding granites are not suitable for U-Pb dating.Therefore,muscovite in the same granite samples was selected for ~(40)Ar/~(39)Ar dating.The ~(40)Ar/~(39)Ar age spectrum obtained on bulk muscovite from Pukouling granite in the Xuebaoding,gave a plateau age of 200.1±1.2 Ma and an inverse isochron age of 200.6±1.2 Ma.The ~(40)Ar/~(39)Ar age spectrum obtained on bulk muscovite from Pankou granite in the Xuebaoding gave another plateau age of 193.4±1.1 Ma and an inverse isochron age of 193.7±1.1 Ma. The ~(40)Ar/~(36)Ar intercept of 277.0±23.4(2σ) was very close to the air ratio,indicating that no apparent excess argon contamination was present.These age dating spectra indicate that both granites were emplaced at 200.6±1.3 Ma and 193.7±1.1 Ma,respectively.Through comparison of both dating methods and their results,we can conclude that it is feasible that the muscovite in the granite bearing high U could be used for ~(40)Ar/~(39)Ar dating without extra Ar.Based on this evidence,as well as the geological characteristics of the Xuebaoding W-Sn-Be deposit and petrology of granites,it can be concluded that the material origin of the Xuebaoding W-Sn-Be deposit might partially originate from the Xuebaoding granite group emplacement at about 200 Ma.Moreover,compared with other granites and deposits distributed in various positions in the Songpan-Garze Orogenic Belt,the Xuebaoding emplacement ages further show that the main rare metal deposits and granites in peripheral regions occurred earlier than those in the inner Songpan-Garze.Therefore,~(40)Ar/~(39)Ar dating of Xuebaoding granite will lay a solid foundation for studying the occurrence and evolution of granite and rare earth element deposits in the Songpan-Garze Orogenic Belt.     

K－Ar测年法在确定沉积岩成岩时代中的应用——以鄂尔多斯盆地为例

根据伊利石Ｋ－Ａｒ测年法研究，确定鄂尔多斯盆地存在两期与构造运动有关的成岩作用事件：即与早期燕山运动有关的侏罗纪（１７０—１６０Ｍａ）和与晚期加里东运动有关的志留－泥盆纪（４２０－３７０Ｍａ）成岩作用时代。为了揭示碎屑物质对Ｋ－Ａｒ年龄的影响和伊利石成岩作用的机制，本文提出了一个通过观察Ｋ－Ａｒ年龄随深度变化的趋势来进行判断的模式。在Ｋ－Ａｒ年龄小于地层时代的条件下，Ｋ－Ａｒ年龄与深度呈正相关，或者很相近的Ｋ－Ａｒ年龄与深度变化无关均标志着没有或很少有碎屑物质的影响；同时，前者指示逐渐埋藏条件下的成岩作用，而后者则反映短暂的热事件引起的成岩作用事件。     

沉积岩中成岩伊利石年龄测定研究进展

伊利石的形成与盆地的沉积和热演化有密切关系，它可以指示油气的形成时代，因此测定成岩伊利石的形成年龄是一个重要的课题。碎屑伊利石往往与成岩伊利石共生，导致样品的年龄远远大于成岩伊利石的真实年龄。为了有效地分离成岩和碎屑伊利石，需要使用IAA法和烷基胺阳离子取代法等，结合真空密封法等其他技术，能够得到更好的效果。并介绍了国外伊利石定年的研究现状。     

北秦岭二郎坪岩群~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄特征及其地质意义

对来自二郎坪岩群的白云母、角闪石用阶段升温法进行了~(40)Ar/~(39)Ar年龄谱研究,结合二郎坪岩群地质特征,认为白云母近似直线年龄港的评年龄（111．2Ma）及角闪石稳定评年龄（121．5Ma）代表了二郎坪岩群最后一次热事件的时代;角闪石与白云母封闭温度的不同以及角门石的成分与结构环带导致二者坪年龄的差异,二郎坪岩群在121．5～111．2Ma曾发生区域变质作用,整个秦岭造山带在此期间仍处于构造活动期。     

地幔包体金云母40Ar/39Ar年龄对玄武岩浆喷发结束时间的约束

山东临朐-昌乐地区新生代岩浆活动强烈,以形成含大量地幔包体的玄武岩为特征.作者在考察与研究昌乐北岩古火山口玄武岩中地幔包体的过程中,发现一些包体中发育有地幔钾交代成因的金云母细脉.鉴于金云母的封闭温度远低于玄武岩浆喷发时的温度以及金云母可以记录喷发的玄武岩浆冷却通过金云母封闭温度的时间,本文尝试通过金云母所记录的~(40)Ar/~(39)Ar年龄来推断玄武岩浆喷溢的结束时间.该火山口玄武岩不同部位的三个地幔岩包体其金云母的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄分别为18.42±0.21Ma、18.65±0.27Ma和18.39±0.36Ma,年龄结果具有很好的一致性,充分说明了该定年手段的有效性.因此可以确定该火山口玄武岩浆喷溢活动约在18.5Ma前结束.由此推测山旺盆地中不整合发育在源于该火山口喷溢的玄武岩之上的化石群的形成时代下限约为18.5Ma.用玄武岩地幔包体金云母的~(40)Ar/~(39)Ar年龄来确定玄武岩年龄是玄武岩定年一个有效的新方法.     

吉林延边地区浅成热液金(铜)矿床的~(40)Ar/~(39)Ar激光探针测年与成矿时代讨论

延边地区是中国东北部陆缘浅成热液金铜矿床发育的地区之一,广泛发育着浅成热液金矿床、中温热液金(铜)矿床和中深成中高温热液富金铜矿床(类斑岩型);富金铜矿床的成矿时代发生在105～102 Ma,为了进一步确定浅成热液金矿床与中深成中高温热液富金铜矿床的成矿动力学背景,采用流体包裹体的~(40)Ar/~(39)Ar激光探针定年法,对该区典型浅成热液金矿床进行了精细的年代学测定,获得刺猬沟金矿床、五星山金矿床和杜荒岭金矿床的脉石矿物石英流体包裹体的~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄分别为(141±7)Ma、(123±7)Ma和(107±6)Ma,其中刺猬沟金矿床((141±7)Ma)和五星山金矿床((123±7)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体含有过剩放射性成因~(40)Ar,而杜荒岭金矿床((107±6)Ma)的脉石矿物石英流体包裹体几乎不含或含极少量过剩放射性成因~(40)Ar。结合最新获得的相关地质体的精细年代学成果,认定该区浅成热液金矿床成矿作用均发生在早白垩世晚期,或发生在早白垩世晚期火山喷发、浅成岩浆就位之后,其形成环境与富金铜矿床一致,为古太平洋板块向亚洲大陆正北向俯冲转入Izanagi-Farallon板块西向俯冲的构造转换期。