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锆石辐射损伤测年方法研究进展与应用

地质论评 2023年第1期69卷 339-356页

作者：范明璞柳小明孙圣思大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

锆石辐射损伤测年是一种新兴的低温热年代学方法(封闭温度为~230±25℃),其原理是依据拉曼半高宽(ν3)计算出锆石所累积的α通量,结合U、Th含量,得出锆石辐射损伤的累积时间,即锆石辐射损伤年龄。相较于其他低温年代学方法,锆石辐射损... 详细信息

锆石辐射损伤测年是一种新兴的低温热年代学方法(封闭温度为~230±25℃),其原理是依据拉曼半高宽(ν3)计算出锆石所累积的α通量,结合U、Th含量,得出锆石辐射损伤的累积时间,即锆石辐射损伤年龄。相较于其他低温年代学方法,锆石辐射损伤测年具有测试简便、高效、低成本、双(多)定年等优势,在地学研究中展现出广泛的应用前景,现已成功应用于示踪物源区和揭示岩体热事件等领域。然而,该方法尚存几个关键问题有待解决,例如,微区测试的空间不匹配性、封闭温度存有争议、较大的年龄偏差等,这无疑阻碍其在地球科学领域中更进一步的推广和应用。本文系统地介绍了锆石辐射损伤测年方法的起源、原理和测试方法,总结了相关应用的重要进展,阐述了锆石辐射损伤测年方法的尚存问题,并对该方法的发展趋势作以展望,以期为年代学的发展提供新的技术手段。

关键词：锆石辐射损伤测年退火地质应用不确定性

汉诺坝大麻坪低εNd中性麻粒岩包体单颗粒锆石U-Pb年代学研究

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地球化学 2004年第3期33卷 261-268页

作者：刘勇胜高山柳小明袁洪林周炼中国地质大学地球科学学院湖此武汉430074 西北大学地质学系大陆动力学教育部重点开放实验室陕西西安710069

利用LA-ICPMS对采集自汉诺坝大麻坪玄武岩中的两个143Nd/144Nd比值最低[εNd(0)=-26.8～-29.5]的中性麻粒岩包体的单颗粒锆石U-Pb年代学进行了研究,获得了2444Ma和2494Ma的上交点年龄和88Ma的下交点年龄,反映它们是新太古代形成的受到... 详细信息

利用LA-ICPMS对采集自汉诺坝大麻坪玄武岩中的两个143Nd/144Nd比值最低[εNd(0)=-26.8～-29.5]的中性麻粒岩包体的单颗粒锆石U-Pb年代学进行了研究,获得了2444Ma和2494Ma的上交点年龄和88Ma的下交点年龄,反映它们是新太古代形成的受到中生代岩浆底侵-热变质作用影响的下地壳麻粒岩。这些包体与周坝玄武岩中～1.9Ga的长英质麻粒岩包体共同确证了华北克拉通北缘目前的下地壳中仍然残留有前寒武纪下地壳岩石。结合区域构造演化历史和DMP-70的层状堆晶特征,推断其原岩形成于～2.5Ga岩浆底侵事件。

关键词：低εNd中性麻粒岩包体锆石年代学地壳生长汉诺坝

华北北缘早中生代岩浆底侵作用的年代学记录:来自辽西晚中生代安山岩锆石U-Pb定年结果

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自然科学进展 2007年第5期17卷 609-613页

作者：邵济安张宏福柳小明李之彤北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 西北大学大陆动力学国家重点实验室西安710069 沈阳地质矿产研究所沈阳110033

通过对辽西晚中生代义县组顶部玻基方辉安山岩中锆石的阴极发光光谱和LA-ICP-MS定年,发现这些火山岩中锆石常具有环带结构．其中心为残留锆石,边缘部分为从寄主岩浆中结晶的锆石．边缘部分锆石的U-Pb年龄为116 Ma,与寄主火山岩的Ar-Ar... 详细信息

通过对辽西晚中生代义县组顶部玻基方辉安山岩中锆石的阴极发光光谱和LA-ICP-MS定年,发现这些火山岩中锆石常具有环带结构．其中心为残留锆石,边缘部分为从寄主岩浆中结晶的锆石．边缘部分锆石的U-Pb年龄为116 Ma,与寄主火山岩的Ar-Ar年龄完全一致;而中心部分锆石的U-Pb年龄为254 Ma,与该区早中生代底侵麻粒岩中锆石的U-Pb年龄251 Ma一致．玻基方辉安山岩中单斜辉石捕虏晶与底侵麻粒岩中单斜辉石的组成类似．说明早中生代新增生下地壳的麻粒岩在晚中生代软流圈底辟上涌背景下遭到了改造和破坏,并且参与了晚中生代的玻基方辉安山岩的形成．

关键词：华北北缘中生代火山岩锆石U-Pb年龄底侵麻粒岩

汉诺坝下地壳-上地幔包体的岩石圈热动力学记录

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科学通报 2003年第14期48卷 1575-1581页

作者：刘勇胜高山柳小明陈小明张文兰王选策中国地质大学地球科学学院武汉430074 西北大学地质系大陆动力学教育部重点开放实验室西安710069 南京大学内生金属矿床成矿作用研究国家重点实验室南京210093

对汉诺坝含石榴石下地壳-上地幔包体中主要矿物核部至边部的化学组成进行了详细的电子探针分析。核部至边部的温度-压力变化表明麻粒岩包体记录了增温、增压作用;核部温度>930℃的地幔包体表现出降温、降压特征,核部温度<930℃的地幔包... 详细信息

对汉诺坝含石榴石下地壳-上地幔包体中主要矿物核部至边部的化学组成进行了详细的电子探针分析。核部至边部的温度-压力变化表明麻粒岩包体记录了增温、增压作用;核部温度>930℃的地幔包体表现出降温、降压特征,核部温度<930℃的地幔包体的温度-压力变化不明显。这些包体记录的最终压力主要为0.9～1.5 GPa。个别麻粒岩包体向榴辉岩相过渡的岩石学特征可能属于增温、增压过程中麻粒岩向榴辉岩转变的中间产物。综合已有研究,我们认为这些包体记录的温度-压力变化反映了它们被玄武岩捕获前经历的一次重要的岩石圈减薄作用及之前的岩石圈加厚作用。

关键词：汉诺坝包体岩石圈作用热动力学记录玄武岩减薄加厚

南秦岭早古生代碱性岩墙群的地球化学及其地质意义

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中国科学（D辑） 2002年第10期32卷 819-829页

作者：张成立高山张国伟柳小明于在平西北大学大陆动力学教育部重点实验室西安70069

南秦岭紫阳、岚皋一带早古生代碱性岩墙群具双峰火山岩组合特征,它们的REE模式为轻、重稀土高度分馏的右倾谱型,原始地幔标准化蛛网图表现为不相容元素富集,Ba,Nb相对富集成峰,Ph,Sr相对亏损成谷.Ta/Hf>0.3,Th/Ta<1.6,指示它们来自于与... 详细信息

南秦岭紫阳、岚皋一带早古生代碱性岩墙群具双峰火山岩组合特征,它们的REE模式为轻、重稀土高度分馏的右倾谱型,原始地幔标准化蛛网图表现为不相容元素富集,Ba,Nb相对富集成峰,Ph,Sr相对亏损成谷.Ta/Hf>0.3,Th/Ta<1.6,指示它们来自于与地幔柱活动密切相关的富集地幔源区.这套碱性岩墙群的出现代表了秦岭造山带早古生代期间与深部地幔柱活动相关而引发的一次地壳伸展扩张事件,由于地幔柱活动短暂,这次裂谷扩张作用未能继续发展,从而无新的洋盆打开.

关键词：碱性岩墙群裂谷作用地幔柱活动早古生代南秦岭火山岩构造演化地质意义地球化学

辽西彰武地区中生代高镁安山岩地球化学及其对新生下地壳拆沉作用的指示

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中国科学（D辑） 2007年第10期37卷 1287-1300页

作者：黄华高山胡兆初柳小明袁洪林中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074 西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069

对产于辽西彰武地区的早白垩世10个火山岩样品的研究表明,除一个样品为玄武岩外(SiO2=50.23%),其余均为安山岩.这些安山岩的SiO2含量为53%～59%,具有高的MgO(3.4%～6.1%,Mg#=50～64),Ni(27～197μg/g),Cr(51～478μg/g)和Sr(671～1499μg/g)含量,高的Sr/Y比值(34～115),轻重稀土分异明显(LaN/YN=10～30),其微量元素显示出高镁埃达克质的特征.4件安山岩样品的143Nd/144Nd比值为0.5118352～0.5122341,εNd(126Ma)=-6.36～-13.99,87Sr/86Sr为0.70634～0.70688,87Sr/86Sr(126Ma)>0.706,它们与汉诺坝基性麻粒岩的Sr-Nd同位素组成相似.对一个安山岩样品的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明有3组谐和的锆石,其206Pb/238U年龄加权平均值分别是:第1组(253±5)Ma(2σ,MSWD=9.1,n=59),第2组(172±2)Ma(2σ,MSWD=2.2,n=42),第3组(126±2)Ma(2σ,MSWD=3.2,n=19).阴极发光图像表明第1和第2组锆石均具有典型的岩浆环带,第3组锆石的阴极发光很弱且无环带.3组锆石均具典型岩浆锆石的REE分配特征(如亏损LREE,正Ce异常)且Th/U>0.1.第1组年龄记录了古亚洲洋的闭合和蒙古板块与华北克拉通北缘碰撞事件;第2组年龄记录了该区的玄武岩浆底侵和地壳增厚的事件;第3组最年轻的年龄应代表火山岩喷发年龄.矿物学上,彰武高镁安山岩具核部高Fe,幔部高Mg的反环带单斜辉石斑晶,并含有铬铁矿.根据上述锆石年代学、矿物学和地球化学特征,彰武高镁安山岩指示了～170Ma的中侏罗世时期玄武质岩浆底侵形成的加厚下地壳,相变为榴辉岩,然后拆沉至软流圈,发生部分熔融,产生的熔体在上升过程中与新生的地幔橄榄岩反应,最终形成彰武高镁安山岩.由此可较好解释彰武高镁安山岩的高镁和埃达克质微量元素特征以及无古老继承锆石特征.

关键词：高镁安山岩底侵作用新生下地壳拆沉作用华北克拉通

不同钵体研磨地质样品产生的元素污染及粒度分布探讨

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岩矿测试 2004年第2期23卷 121-124页

作者：柳小明刘晔王建其高山西北大学大陆动力学教育部重点实验室陕西西安710069

采用玛瑙钵体碎样,随着研磨时间加长,样品粒度可以变得更细。但与碳化钨钵体相比,达到同样粒度所需研磨时间较长,且清洗困难,会造成样品之间的污染。用碳化钨钵体碎样,粒度在研磨4min后可达到70μm,但研磨5min和6min,粒度无明显变细。... 详细信息

采用玛瑙钵体碎样,随着研磨时间加长,样品粒度可以变得更细。但与碳化钨钵体相比,达到同样粒度所需研磨时间较长,且清洗困难,会造成样品之间的污染。用碳化钨钵体碎样,粒度在研磨4min后可达到70μm,但研磨5min和6min,粒度无明显变细。在两种钵体中,除碳化钨钵体对样品造成了严重的Co污染外,对所测定的其它微量元素,均未造成明显污染。

关键词：地质样品碳化钨钵体玛瑙钵体粒度分布污染

陇山杂岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

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岩石学报 2005年第1期21卷 125-134页

作者：何艳红孙勇陈亮李海平袁洪林柳小明西北大学大陆动力学教育部重点实验室西安710069 陕西省区域地质调查院西安712000

陇山杂岩位于华北克拉通西南缘,构造位置与小秦岭地区遥相呼应,主要为一套中、深变质的火山-侵入岩和碎屑岩系正变质花岗质片麻岩具有高SiO2,Al2O3,高Na2O/K2O(>2.0)以及Sr/Y(>20)和La/Yb(N)(>10)特征,与太古代TTG岩套(奥长花岗岩-英云... 详细信息

陇山杂岩位于华北克拉通西南缘,构造位置与小秦岭地区遥相呼应,主要为一套中、深变质的火山-侵入岩和碎屑岩系正变质花岗质片麻岩具有高SiO2,Al2O3,高Na2O/K2O(>2.0)以及Sr/Y(>20)和La/Yb(N)(>10)特征,与太古代TTG岩套(奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩)的地化特征相似,是陇山杂岩内部首次发现并报道的TTG质片麻岩系露头;LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示三组峰值年龄:1.90Ga(1.90-1.95Ga)、2.35Ga(2.35-2.40Ga)和2.50Ga(2.45-2.50Ga)1.90Ga的Th/U为0-0.08,2.35Ga和2.50Ga的Th/U几乎都大于0.1,指示陇山杂岩经历了1.9Ga透入性的变质事件、2.35Ga和2.50Ga岩浆事件,2.50Ga代表了英云闪长岩的形成时限本文地球化学以及年代学研究结果与华北克拉通内部记录一致。陇山杂岩与太华杂岩、涑水杂岩和登封杂岩等共同构成了华北地块南缘基底岩系的出露带,广泛且强烈的1.

关键词：陇山杂岩锆石U—Pb年代学 TFG LA—ICP—MS 华北克拉通

冀北滦平—辽西凌源地区张家口组火山岩顶、底的单颗粒锆石U-Pb测年及意义

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地球科学（中国地质大学学报） 2005年第4期30卷 387-401页

作者：张宏柳小明张晔卿袁洪林胡兆初西北大学地质学系大陆动力学重点实验室河北省区域地质矿产调查研究所河北廊坊065000

辽西凌源附近地区张家口组(J3z)火山岩及以前的中生代地层以北东东向构造为主,而义县组(K1y)沉积-火山岩以北北东向构造为主,张家口组与义县组之间为角度不整合接触.新的LAICPMS的单颗粒锆石UPb的测年结果表明,辽西凌源地区张家口组的... 详细信息

辽西凌源附近地区张家口组(J3z)火山岩及以前的中生代地层以北东东向构造为主,而义县组(K1y)沉积-火山岩以北北东向构造为主,张家口组与义县组之间为角度不整合接触.新的LAICPMS的单颗粒锆石UPb的测年结果表明,辽西凌源地区张家口组的底界年龄为132Ma,顶界年龄为129.5～130Ma;冀北滦平地区张家口组的底界年龄为136Ma,顶界年龄为135Ma.经综合分析,得出以下的初步结论:(1)冀北滦平与辽西凌源地区的张家口组是可比的;同时,说明了冀北滦平地区到辽西凌源地区的张家口组火山岩有明显的随时间迁移的特点.(2)凌源地区张家口组的顶界与义县组的底界有约5～6Ma的时间间隔,从年代学上证明了凌源附近地区张家口组与义县组之间为角度不整合接触的可靠性.暗示了该5～6Ma的间隔期是冀北—辽西附近地区中生代构造格架转换的主要时期,该时期也正是我国东北地区中生代岩浆作用的鼎盛时期;暗示了该时期岩浆作用的动力学背景应与构造格架的转换有直接的联系;同时在冀北—辽西地区,该间隔期之后发生了热河动物群的大爆发,说明该时期也是一个重要的生物界限.(3)从年代学方面厘定了冀北滦平的大北沟组在时代上应相当于张家口组的上部层位,而不是广义义县组的底部层位.

关键词：锆石U—Pb年龄张家口组顶底界限滦平凌源