資源描述：
《相山鈾礦測(cè)年法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、電子探針化學(xué)測(cè)年方法的應(yīng)用摘要介紹含Th-U-Pb礦物電子探針化學(xué)測(cè)年方法的基本原理,并利用應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明該方法在研究巖石形成年齡、構(gòu)造熱事件年代等方面的重要作用,最后簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)該方法的優(yōu)、缺點(diǎn),并指出它的應(yīng)用前景,認(rèn)為電子探針化學(xué)測(cè)年方法將有可能在深源巖石包體年齡研究、含放射性元素礦床形成年代研究等方面大有作為,并使地質(zhì)年代學(xué)研究更加精細(xì)化,有助于深入探討復(fù)雜地質(zhì)事件及其演化歷程。關(guān)鍵詞：電子探針化學(xué)測(cè)年方法；鋯石；斜鋯石；獨(dú)居石；變質(zhì)變形地質(zhì)事件16前言電子探針技術(shù)主要用于材料微區(qū)化學(xué)成分定量測(cè)定及表面微形貌研究。1991年,
2、Suzuki和Adachi[1,2]將礦物微區(qū)化學(xué)成分含量(Th,U,Pb)與放射性元素(Th,U)衰變理論相結(jié)合,形成了獨(dú)特的電子探針化學(xué)測(cè)年方法。他們對(duì)前寒武紀(jì)鋯石、獨(dú)居石等礦物進(jìn)行了測(cè)年,取得了一定的效果。10多年來(lái),不少地質(zhì)工作者利用該方法解決地質(zhì)年代問(wèn)題,取得了大量成果[1~14],尤其在造山帶研究中成果顯著[1,2,4,6,11,14]。同時(shí),該方法也在實(shí)踐中不斷完善、日趨成熟,已成為了微區(qū)測(cè)年、提供詳細(xì)年齡資料的有力工具。1基本原理16天然形成的鋯石、斜鋯石、獨(dú)居石等礦物中一般都含有一定量的天然放射性元素232T
3、h、235U、238U,它們經(jīng)過(guò)一系列的A、B衰變后最終形成Pb的穩(wěn)定同位素:在地質(zhì)歷史中,當(dāng)上述放射系列建立起長(zhǎng)期平衡時(shí),就可把釷、鈾同位素的衰變看作直接轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鉛同位素。因此,三個(gè)獨(dú)立的方程用來(lái)計(jì)算放射性成因的鉛:式中N(232Th)、N(235U)、N(238U)為仍存的232Th、235U、238U原子數(shù),K232、K235、K238為232Th、235U、238U的衰變常數(shù)。若普通鉛含量忽略不計(jì),同時(shí)假定礦物中Th-U-Pb體系為封閉體系,沒(méi)有Pb等元素的損失或增加,并考慮到正常鈾現(xiàn)今比值N(235U)/N(23
4、8U)=1/138,則礦物中鉛原子數(shù)為將(1)式中Pb、Th、U的原子數(shù)換算成對(duì)應(yīng)的氧化物PbO、ThO、UO的質(zhì)量分?jǐn)?shù),有:16(2)式中M(PbO)、M(ThO)、M(UO)分別為氧化物PbO、ThO、UO的分子質(zhì)量。每一單點(diǎn)的電子探針?lè)治龅玫搅艘唤M氧化物含量數(shù)據(jù),代入(2)式,就得到了一個(gè)化學(xué)年齡。這個(gè)年齡只是視年齡,對(duì)同成因的礦物微區(qū)采取多點(diǎn)分析,并利用等時(shí)線法可獲得礦物微區(qū)的形成年齡[1,2]。具體做法:先將釷衰變效果虛擬折算成鈾衰變效果(成鉛量相等),構(gòu)建出虛擬的UO含量(w(UO)),即(3)這樣,理論上所有的分
5、析數(shù)據(jù)將落在直線w(PbO)=k#w(UO*2)上。然后通過(guò)實(shí)測(cè)多點(diǎn)分析數(shù)據(jù),采用最小二乘回歸法計(jì)算出該直線的斜率k。最后通過(guò)公式(4)計(jì)算出礦物形成的最終年齡T。(4)目前已有較成熟的計(jì)算程序?qū)﹄娮犹结樆瘜W(xué)成分分析數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。實(shí)際上,礦物中可能含有一定量的初始鉛,一般情況下,應(yīng)做電子探針化學(xué)測(cè)年結(jié)果與其它方法得出的年齡結(jié)果的對(duì)比研究。2應(yīng)用實(shí)例162.1巖石形成年齡研究用電子探針化學(xué)測(cè)年方法對(duì)產(chǎn)在變質(zhì)巖、巖漿巖中的同源鋯石、獨(dú)居石、磷釔礦等礦物進(jìn)行定年,得到這些礦物的結(jié)晶年齡,也就得到了巖石的大致形成年齡。許多學(xué)者用該方法
6、得到的研究結(jié)果與用其它方法得到的年齡結(jié)果是一致的[1~14]。最近,J.E.French等[13]利用該方法對(duì)產(chǎn)于鎂鐵質(zhì)巖中的斜鋯石進(jìn)行了測(cè)年研究,取得了較好的效果。他們對(duì)5種來(lái)自不同地區(qū)的斜鋯石分別進(jìn)行了電子探針化學(xué)測(cè)年(EM)與同位素稀釋法測(cè)年(IDTIMS),得到的結(jié)果具有一定的一致性。從表1可看出3種斜鋯石兩種方法得到的年齡值僅相差30~60Ma,另2種的年齡值電子探針化學(xué)年齡要比同位素稀釋法年齡約大140Ma。這些分析數(shù)據(jù)也證明了電子探針化學(xué)測(cè)年方法能提供可靠的前寒武紀(jì)斜鋯石年齡信息。由于許多鎂鐵質(zhì)巖石中都含有斜鋯石
7、,因此該方法有可能在今后確定鎂鐵質(zhì)巖石形成年齡方面被廣泛應(yīng)用。2.2變質(zhì)變形年代研究16電子探針具有高的空間分辨率(約1Lm),能對(duì)礦物顆粒做精細(xì)的化學(xué)成分掃描工作。礦物化學(xué)成分的環(huán)帶結(jié)構(gòu)也暗示著礦物形成年齡的環(huán)帶分布。礦物形成后,許多情況下會(huì)受到后期的地質(zhì)作用影響,發(fā)生重結(jié)晶、再生長(zhǎng)。電子探針化學(xué)測(cè)年方法能描繪出礦物中不同部分的年齡結(jié)構(gòu),以分析地質(zhì)事件的演化歷史。鑒于此,該方法常用在變質(zhì)變形年齡研究中,尤其在造山帶構(gòu)造熱事件年代研究中取得了突出的成果[1,2,4,6,11,14]。M.L.Williams等[11]及C.F.
8、Kopf[12]對(duì)加拿大Saskatchewan北部Neil海灣地區(qū)古老變質(zhì)巖中的獨(dú)居石進(jìn)行了研究。圖1a示產(chǎn)在石榴石變斑晶中的獨(dú)居石包體的結(jié)晶年齡域,圖1b示基質(zhì)中獨(dú)居石晶體生長(zhǎng)的年齡域。變質(zhì)巖中的大多數(shù)獨(dú)居石晶體都至少包含兩個(gè)年齡域,眾多的分析數(shù)據(jù)顯示,除了更老的晶核外,
