LA-ICP-MS独居石U-Th-Pb测年方法研究

金红石、锐钛矿和板钛矿为TiO₂的三种同质异象矿物。在进行金红石微区原位U-Pb定年时,通常主要依据电子探针数据、辅以阴极发光图像确定研究矿物为金红石,而电子探针数据和阴极发光图像有时并不能有效地区分金红石、锐钛矿和板钛矿,若用于进行定年的矿物中同时存在三种或其中两种TiO₂矿物,获得的年龄可能是混合年龄,无显著地质意义。因此,对TiO₂同质异象矿物的快速准确鉴别具有重要意义。本文以桂中铝土矿中TiO₂矿物为研究对象,将激光拉曼光谱应用于TiO₂同质异象矿物的鉴别,准确识别出桂中铝土矿TiO₂矿物中存在四组不同特征的激光拉曼光谱谱线。前三组分别具有锐钛矿、金红石和板钛矿的激光拉曼光谱特征峰;第四组具有两种激光拉曼光谱特征谱线,第一种同时具有锐钛矿的特征峰144、198、397、513、636cm^-1和金红石的特征峰442、607cm^-1,第二种同时具有锐钛矿的特征峰144cm^-1和板钛矿特征峰153、247、325、636cm^-1。结果表明：桂中铝土矿TiO₂矿物中除金红石、锐钛矿和板钛矿外,还存在同时具有两种矿物结构特征的中间矿物。分析认为研究区可能经历了后期的区域变质作用,导致TiO₂同质异象矿物发生相变,这类中间矿物则记录了相变的过程。本文应用激光拉曼光谱快速准确地鉴别出桂中铝土矿TiO₂同质异象矿物,为金红石微区原位U-Pb定年研究中矿物的鉴别提供了新思路。

     

锡石U-Pb定年方法评述

锡石物理化学性质稳定,不易受到后期热液蚀变作用的影响,已成为锡多金属矿床成矿年代学研究的首选矿物.目前,锡石的U-Pb定年方法主要包括同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)和激光剥蚀(多接收)电感耦合等离子体质谱法(LA-(MC)-ICP-MS).本文拟对这两类方法进行评述,总结其优缺点,并指出测年过程中的一些关键问题和技术难点,为广大地质工作者选择合适的锡石U-Pb定年方法提供参考.     

内蒙古阿拉善庆格勒图黑云斜长片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄

内蒙古阿拉善庆格勒图地区出露地层以片麻岩为主,夹斜长角闪岩。但其归属尚无确切的同位素年龄资料。本文最近获得的黑云斜长片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄为1826±13 Ma,这是迄今获得的较为可靠的直接测年数据。结合前人研究成果,提出该区出露的主要变质岩石——黑云斜长片麻岩的形成时代应为古元古代。     

基性岩斜锆石U-Pb同位素定年3种方法之比较

根据新的研究成果,结合近年来文献报道的资料,对利用3种方法,即同位素稀释-热电离质谱(ID-TIMS)法、高灵敏度高分辨率离子探针质谱(SHRIMP)法、激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法做基性岩斜锆石U-Pb同位素定年的优点和局限性进行比较,并讨论了针对具体样品选择定年方法的基本原则。新的研究成果表明,基性岩斜锆石U-Pb同位素年龄测定的3种方法各有不同的特点及局限性。在实际工作中,根据从具体样品中分选得到的斜锆石的数量、粒度大小、年龄范围、U-Pb含量、测年精度要求等因素,灵活地选择测年方法,对于获得比较理想的测年结果是非常重要的。     

微量萤石样品消解技术及其Sm-Nd同位素高精度热离子质谱法测试

Sm-Nd同位素被广泛地应用于萤石样品的定年和示踪。萤石样品Sm-Nd同位素测试的化学分离中,一般采用酸溶解样品,但氢氟酸和硝酸与萤石反应不完全,由于萤石(CaF_2)特殊化学结构导致氟离子会和稀土元素离子形成难溶稀土氟化物,易导致Sm-Nd亏损,因而对于Sm、Nd含量较低的萤石样品,Sm-Nd同位素测试需要较大样品用量(100~200 mg)。本研究建立了一种利用HNO_3+HClO_4+H_3BO_3溶解萤石样品的消解方法,在萤石溶解过程中加入H_3BO_3可有效提高Sm-Nd回收率。实验表明,利用5 mL浓硝酸和0.015 mL高氯酸溶解萤石样品过程中加入1 mL 0.49 mol/L H3BO3效果最佳,结合高灵敏度热电离质谱仪(Triton)可实现微量萤石样品高精度Sm-Nd同位素测试。较先前已有的溶解方法,本方法大大降低萤石样品用量。     

南秦岭耀岭河群裂谷型火山岩锆石U—Pb年代学

南秦岭耀岭河群以变质基性火山岩为主,夹少量酸性火山岩和碎屑岩。基性火山岩和凝灰岩的TIMS法锆石U-Pb同位素年龄分别为808Ma±6Ma和746Ma±2Ma,表明耀岭河群主体形成于南华纪,西峡-淅川一带所谓的“武当岩群”明显年轻于中元古代武当岩群,应该属于耀岭河群。耀岭河群大陆裂谷型火山岩是全球Rodinia超大陆在新元古代晚期南华纪裂解过程中的产物,反映秦岭造山带和Rodinia超大陆的形成演化密切相关。     

再论内蒙古阿拉善朱拉扎嘎金矿的成矿时代:来自锆石SHRIMPU-Pb年龄的新证据

内蒙古阿拉善地区朱拉扎嘎金矿是新近发现的特大型层控改造型金矿床,该矿床以产于中元古界地层中和巨大的找矿潜力而引人注目。容矿岩石主要为钙质粉砂岩、粉砂质板岩。曾采用颗粒锆石U-Pb法和~(40)Ar/~(39)Ar法对成矿期花岗斑岩、成矿后期闪长玢岩和含金石英-硫化物矿体进行了年龄测定,获得成矿期花岗斑岩锆石U-Pb年龄为(304±5)Ma,成矿后期闪长玢岩为(258.6±5.7)Ma,金矿体中石英的~(40)Ar/~(39)Ar年龄为(282.3±0.9)Ma。现采用SHRIMP锆石U-Pb法对成矿期花岗斑岩和成矿后期闪长玢岩进行了重新测年,结果表明花岗斑岩的形成时代为(280±6)Ma,闪长玢岩的形成时代为(279.7±5.2)Ma,两者的年龄差仅0.3 Ma,从而限定了朱拉扎嘎金矿的形成年龄,非常接近于280 Ma(279.7～280 Ma)。     

扬子克拉通北缘神农架群碳、氧同位素特征及其对古环境和沉积时代的制约

对扬子克拉通北缘神农架地区神农架群（1.4~1.0 Ga）鹰窝洞组-石槽河组碳酸盐岩进行了系统的碳、氧同位素研究,共获得有效碳、氧同位素数据912组。神农架群岩石学特征、碳氧同位素组成特征对沉积环境具有良好的协同指示意义:神农架群δ13CV- PDB变化范围-2.20‰~+6.27‰,平均值为+0.93‰;δ18OV- PDB变化范围-9.95‰~-1.17‰,平均值为-4.95‰;总体属于环潮坪碳酸盐台地-台地边缘-台地前缘斜坡沉积。海水的相对深水期为大岩坪期,相对浅水期为乱石沟期和石槽河期。神农架群δ13CV- PDB主体变化范围-1.50‰~+5.00‰,下亚群变化范围大于上亚群,整体与华北克拉通北缘蓟县剖面中元古代地层的碳同位素特征差异较大。神农架群和蓟县中元古代地层可能分别对应南乌拉尔地区的中里菲系和下里菲系。通过与全球相关地层碳同位素演化曲线对比,神农架群下亚群最大沉积时限应该小于~1350Ma。神农架群上亚群与北美Bylot超群、西非Atar超群的δ13CV- PDB变化范围和趋势较为相似,均出现了介于1.2~1.1 Ga之间的碳同位素迅速负偏,可能是对Rodinia超大陆汇聚事件的响应。     

中-新元古界标准剖面蓟县系首获高精度年龄制约——蓟县剖面雾迷山组和铁岭组斑脱岩锆石SHRIMPU-Pb同位素定年研究

近期在蓟县中-新元古界标准剖面铁岭组和雾迷山组首次发现斑脱岩、并测得其锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄为~1440Ma(1439±14Ma)和~1485Ma(1483±13Ma和1487±16Ma),这标志着这条传统的标准剖面上以碳酸盐岩为主体的蓟县系上部的两个重要组,从此也获得了直接的、高精度的锆石U-Pb同位素年龄约束。这是华北中-新元古界标准剖面蓟县系相关地层单位首次获得直接而精确的锆石U-Pb同位素年龄约束,也是在整个华北北缘燕山地区雾迷山组内部首次获得精确的直接定年。这一进展为闻名中外的天津蓟县剖面中-新元古界年代地层格架的正确厘定、以及今后继续作为华北该阶段的标准剖面,并与国内外其他地区相关地层的正确对比等,提供了新的、精确的年代学"锚点",因而具有重要的科学和实际意义。     

华北克拉通南缘洛峪群-汝阳群属于中元古界长城系——河南汝州洛峪口组层凝灰岩锆石LA—MC-ICPMSU—Pb年龄的直接约束

运用LA—MC—ICPMS方法,对河南汝州阳坡村附近洛峪口组中部层凝灰岩夹层开展了锆石U-Pb同位素年代学研究,获得了1611±8Ma的高精度年龄。这一年龄第一次精确标定了该地区洛峪口组的形成时限,并显示该组顶界应接近1600Ma。由于洛峪口组位于华北克拉通南缘原划归“新元古界青白口系”洛峪群的最顶部,洛峪群又覆于“中元古界蓟县系”汝阳群之上,因此,这一新的年代学进展实际上同时也将洛峪群和汝阳群都下压到了中元古界长城系,并将洛峪群顶界限定为该地区长城系与蓟县系分界。结合区域资料,特别是熊耳群（下伏于汝阳群）火山岩近年来的年代学标定（多集中于1750～1780Ma）,可初步将该地区汝阳群一洛峪群的形成年代限定为1750～1600Ma之间,对应于国际固结纪（Statherian。1800～1600Ma）即中国长城纪中晚期。华北南缘洛峪口组形成年龄的直接约束及相关地层划分的重新厘定,为中元古代华北克拉通南北缘的准确对比及其与哥伦比亚超大陆关系、早期生命演化等重大地学命题提供了新的重要的年代学证据。