華 杉，薛生升

(1.武漢地質(zhì)工程勘察院，湖北 武漢 430051;2.山西省地球物理化學(xué)勘查院，山西 運城 044000)

0 引言

40Ar/39Ar 定年技術(shù)是以K/Ar 同位素定年方法為基礎(chǔ)發(fā)展而來的。20世紀(jì)50年代前后，K/Ar年齡測定方法的理論基礎(chǔ)已建立，并得到迅速的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于許多礦物巖石的年齡測定。然而，過剩Ar 和Ar 丟失現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使K/Ar 法面臨一場危機［1］。在70年代末，階段加熱技術(shù)的發(fā)展，使得可以判斷Ar 體系是否受后期熱事件擾動以及是否有過剩氬對其的干擾等信息，從而使Ar/Ar 法重新獲得了生機。在80—90年代由于激光顯微探針的發(fā)展應(yīng)用，使激光微區(qū)含K 礦物的Ar/Ar 同位素測試也成為現(xiàn)實［2］。值得一提的是在1997年美國伯克萊地質(zhì)年代學(xué)中心P.R.Renne等對采自意大利維蘇威火山爆發(fā)噴出物中的透長石，進行了激光顯微探針40Ar/39Ar定年，得到40Ar/39Ar等時線年齡為(1925 ±94)a，而這與火山實際的噴發(fā)年齡(公元79年)幾乎一致，因此激光顯微探針把Ar/Ar 同位素定年推向了新的里程碑［3－6］。

隨著近年來，測試精度的提高、超純凈實驗室的建立等與此相關(guān)的測試技術(shù)的提高，使Ar/Ar 同位素定年越來越多的應(yīng)用到地質(zhì)學(xué)當(dāng)中。與此同時，學(xué)者們對新方法和新領(lǐng)域的探索也未停止過。由于氬是氣體元素，與鍶、鉛等固體元素相比，質(zhì)譜測定的靈敏度高，因而K/Ar 法能測定第四紀(jì)(幾千—幾萬年)樣品的年齡;近年來Ar/Ar 同位素應(yīng)用于年輕火山巖的測試也受到同行們的青睞［7－10］。在建立對微區(qū)含K 礦物的Ar/Ar 同位素測試之后，人們開始嘗試對礦物的流體包裹體當(dāng)中的含K 礦物進行測試，并取得了很大的收獲［11－14］。對含微量K 礦物的閃鋅礦中流體包裹體進行真空擊碎可以測定出其形成年齡，從而得出金屬礦物的成礦年齡［15－18］，為金屬礦床的成礦年齡提供了一條新的途徑。本文主要介紹Ar/Ar 同位素定年原理及其在成巖成礦年齡上的運用、對斷裂縫合帶活動時間的約束上以及對地殼抬升和巖漿冷卻速率的制約。

1 Ar/Ar 同位素體系理論

1.1 40Ar/39Ar 同位素定年方法原理

由于氬是惰性氣體，在晶格中Ar 沒有與其他原子結(jié)合形成鍵，而是主要賦存在晶格裂隙、晶格缺陷或礦物包裹體中等，并不存在于礦物晶格中某一位置，而衰變形成的Ar 由于賦存空間的約束在地質(zhì)歷史上也不會因為擴散而造成丟失，因此Ar 在礦物晶格中的擴散作用對Ar/Ar 體系來說影響不大。

1.2 過剩氬和氬丟失

過剩氬是指礦物形成時或者形成后，外界的Ar 進入礦物中從而影響礦物自身體系的Ar/Ar 系統(tǒng)。顯然過剩氬的存在會導(dǎo)致年齡的測試出現(xiàn)偏差，因此在進行數(shù)據(jù)分析時一定要通過等時線來判斷所得到的年齡是否具有討論意義。氬丟失是指礦物在形成以后，受到后期的變形、變質(zhì)、風(fēng)化、蝕變和熱事件(包括巖漿侵位、火山噴發(fā)、變質(zhì)作用、熱液蝕變、構(gòu)造變形等)的影響，使已經(jīng)形成的Ar 遭到部分或者全部的丟失，從而使測試年齡比實際年齡要小。

1.3 階段加熱和年齡譜

隨著溫度的降低，含鉀礦物結(jié)晶析出并保持一個封閉的體系而實際中的樣品或多或少都會受到后期溫度、壓力及蝕變等的影響，這些影響會使含鉀礦物由邊部(邊部最不穩(wěn)定)向內(nèi)逐漸丟失先前累計的氬，等這些影響結(jié)束之后礦物又重新封閉起來開始一個新的體系內(nèi)氬的累計(均假設(shè)之前累計的氬已全部丟失)。而這部分新累計的Ar/Ar 體系的同位素年齡則代表了本次事件發(fā)生的年齡，由于該次事件發(fā)生的溫度小于主礦物的結(jié)晶溫度，因此通過階段加熱的低溫階段可以將其釋放并測試出來，這就是階段加熱技術(shù)的原理。

從Ar/Ar 法定年的原理知道，樣品中39K 在原來的位置上被轉(zhuǎn)化成39Ar。如果從樣品最初冷卻以來，一直保持K 和Ar 的封閉，由于原來體系K 和Ar 分布均勻，因此不同溫度所捕獲的39K/36Ar 為一常數(shù)，經(jīng)地質(zhì)歷史時期后其所對應(yīng)的40Ar/39Ar比值和年齡也應(yīng)該為一常數(shù)。但根據(jù)階段加熱技術(shù)的原理，在局部受到擾動的體系中，樣品中產(chǎn)生Ar 擴散丟失的靈敏區(qū)域，在比較低的溫度情況下，Ar 就被釋放出來。

經(jīng)中子活化的樣品，在Ar析出系統(tǒng)中，從低溫到高溫，直至樣品完全被熔融，成若干個溫度階段，分別測定每個階段釋放的39Ar 量和40Ar/39Ar 比值，每個階段釋放出來的Ar 之和，即為樣品中的全部氬。一般說來，測定的階段多，獲得的Ar 丟失狀態(tài)的信息也越多。通常樣品的Ar/Ar 法定年中，至少要求分成8 個以上的溫度段，采用這種逐步加熱技術(shù)，有可能識別出樣品中異常的“亞區(qū)域”受干擾的程度。

以遞增加熱分階段提取氬所得的表面年齡為縱坐標(biāo)，釋出39Ar 的累積百分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，則得到樣品的年齡譜圖。從年齡譜圖中我們可以得到氬在樣品形成之后是否發(fā)生過丟失。

1.4 等時線

礦物晶體的不同位置具有相異的40Aratm，39ArK，40Ar組成。將所有加熱階段的36Ar/40Ar 和39Ar/40Ar進行投點，有可能擬合出一條直線。該直線斜率為40Ar/39ArK。將其帶入計算公式可獲得40Ar/39Ar 等時線年齡。

Ar/Ar 等時線有正、反等時線兩種。反等時線能夠解決由于36Ar 精度誤差而導(dǎo)致的線性相關(guān);等時線年齡由x 軸截距之倒數(shù)(即40Ar/39Ark)給出，囚禁Ar組成對應(yīng)于Y 軸(36Ar/40Ar)截距之倒數(shù)，可以根據(jù)其判斷樣品是否含有過剩氬。

1.5 測試礦物

理論上說，只要有含K 的礦物，都可以用Ar/Ar 同位素來進行定年。但在實際過程中由于一些礦物的結(jié)晶溫度、易蝕變等原因容易造成Ar/Ar 體系的破壞。目前國內(nèi)外學(xué)者在巖體和熱液礦床的定年中常用鉀長石［19－21］、斜 長 石［22］、角 閃 石［23］、黑 云 母［23，24］、絹 云母［25，26］、金云母［27］等礦物;在沉積巖中主要運用自生伊利石［28，29］、鉀明礬石和軟錳礦［30－34］等礦物;變質(zhì)巖中主要是對白云母［35－37］、絹云母［35－38］、黑云母、角閃石［39］、石榴子石、斜長石、藍閃石［40］等礦物進行Ar/Ar定年測試。此外由于Ar/Ar 本身的特點，對于測定年輕火山巖(包括玄武巖)的年齡也具有一定的優(yōu)勢，取得較好的效果［7，8，10，41］。

圖1 40Ar/39Ar 正等時線與反等時線Fig.1 Inverse and normal isochronal ages of 40Ar/39Ar

2 Ar/Ar 法在成巖成礦方面的應(yīng)用

2.1 Ar/Ar 法在巖體、地層定年方面的應(yīng)用

巖石的同位素定年，尤其是火成巖的定年，目前已經(jīng)有了很多種方法。各種方法在定年礦物、技術(shù)方法、規(guī)則流程上都具有一定的差異，并且每種方法都具有比較成熟的應(yīng)用前提。Ar/Ar 快中子活化法最初是為測定隕石的年齡［42，43］，在后期隨著Ar/Ar 理論研究的進步和測試技術(shù)的提高，Ar/Ar 法憑借其高精度的測試數(shù)據(jù)被人們廣泛運用在巖體的成巖年齡、火山巖的噴發(fā)年齡等測定中。南嶺騎田嶺花崗巖位于柿竹園的西南側(cè)，在巖體周邊發(fā)育有矽卡巖型白鎢礦、超大型Sn 礦等礦產(chǎn)資源，該巖體被認(rèn)為是在印支期基礎(chǔ)上疊加了燕山期巖體的復(fù)式巖體。劉義茂等通過對巖體中的斑晶正長石進行Ar/Ar 同位素分析，測得其年齡為晚侏羅世，比柿竹園超大型鎢多金屬礦床稍晚，進而推測其可能是地殼由擠壓剪切向拉張伸展轉(zhuǎn)化的時期形成的。周素等通過對西藏林子宗火山巖單礦物透長石做40Ar/39Ar 階段升溫法進行測試，得到其年齡為63.32 Ma，糾正了前人認(rèn)為該火山巖地層屬于晚白堊的結(jié)論。

2.2 Ar/Ar 法在礦床定年中的應(yīng)用

作為一種定年方法，除了應(yīng)用在巖體的成巖年齡、地層的沉積年齡、火山的噴發(fā)年齡之外，Ar/Ar 同位素定年也更多的被人們用在確定礦床的成礦年齡上。由于Ar/Ar 法測試的是含K 礦物，因此只要我們能夠確認(rèn)某種含K 礦物與主成礦期是同一期次，并且未受到后期地質(zhì)作用的影響，那么這種礦物就可以作為Ar/Ar 法測定礦床年齡的間接礦物，比如絹云母等;某些礦物流體包裹體中也同樣含有一些微量K 礦物，如石英、閃鋅礦等，通過測試流體包裹體中含K 礦物的年齡來確定主礦物生成年代也是礦床年齡確定的一種方法。另外某些金屬礦物如閃鋅礦當(dāng)中本身就含有少量的K 礦物，因此可以直接用來進行中子照射來確定閃鋅礦的生成年齡。

從目前已經(jīng)發(fā)表的文獻來看，使用Ar/Ar 法來測定礦床成礦年代的方法主要有以下兩種:

2.2.1 蝕變礦物推測年齡

這是目前Ar/Ar 法測定礦床年齡運用最多、最廣泛的一種方法。通過對與成礦同一時期形成含K 礦物的測試，來推斷成礦的具體年齡［25，44，45］。侯樹桓等對吉林六批葉溝金礦床中與金礦物屬同一成礦作用下生成的絹云母作Ar/Ar 快中子活化法測定年齡，得到的坪年齡和等時線年齡吻合，從而得出六批葉溝金礦床主要成礦年代屬中生代早侏羅世的燕山早期［46］。湯好書、陳衍景等對遼寧后仙峪硼礦床中含礦地層和礦體內(nèi)廣泛發(fā)育的金云母作Ar/Ar 階段加熱測定其年齡。通過野外觀察和室內(nèi)鏡下鑒定認(rèn)為金云母與板狀硼鎂石平衡共生，因此金云母的結(jié)晶年齡能夠代表硼鎂石的結(jié)晶年齡，即礦床的成礦時代應(yīng)該為885 Ma。并由此推斷出該礦床可能與Rodinia 超大陸匯聚晚期的混合巖化—花崗巖化事件密切相關(guān)。

熱液礦床經(jīng)常伴隨著大量的蝕變礦物，礦床也是經(jīng)歷多期多階段的演化。在使用蝕變礦物確定成礦年齡的時候，除了必須滿足該蝕變礦物與成礦是同一時期外，該礦物還必須未受到后期熱液活動的影響，因此這就需要野外扎實的地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)和室內(nèi)詳細(xì)的鏡下鑒定，選擇出正確的測年礦物，不然得到的年齡數(shù)據(jù)就沒有地質(zhì)意義可言。

2.2.2 成礦期礦物流體包裹體測年

成礦期礦物流體包裹體測年是建立在高精度的Ar/Ar 計時技術(shù)之上的。實驗表明，只要樣品中鉀含量高于0.05%，一般都可以得到較好的年齡數(shù)據(jù)［47］。對石英(玉髓)、石榴子石、閃鋅礦等礦物進行階段真空擊碎釋Ar，能夠得到比較理想的年齡譜和等實線年齡。邱華寧和桑海清等分別對石英中流體包裹體真空擊碎的實驗流程、實驗技術(shù)改進等做出了討論，并在試驗樣品中取得的年齡與地質(zhì)事實相符合。對閃鋅礦中含K 礦物進行真空擊碎測定Ar/Ar 同位素年齡是利用金屬礦物對金屬礦床成礦年代的另一種直接測定方法。蔣映德對凡口鉛鋅礦中閃鋅礦中流體包裹體進行了真空擊碎定年，第7～17 階段以原生包裹體釋氣為主，構(gòu)成了平坦的坪年齡，相應(yīng)的數(shù)據(jù)點在等時線圖上構(gòu)成很好的線性關(guān)系，并且坪年齡與等時線年齡非常一致，代表了閃鋅礦的成礦年代。在詳細(xì)的鏡下觀察和顯微探針分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，凡口鉛鋅礦中閃鋅礦內(nèi)除大量發(fā)育的流體包裹體外(圖2)，在礦物表面還含有一定量的含K 礦物(圖3)。作者將樣品先進行真空擊碎測試流體包裹體中Ar同位素，然后再將擊碎后的樣品進行階段加熱。閃鋅礦真空擊碎40Ar/39Ar 第18～28 階段形成坪年齡，其數(shù)據(jù)點構(gòu)成了很好的等時線，坪年齡與等時線年齡均為269 Ma，對應(yīng)的40Ar/36Ar 初始比值為295 ±8，這與現(xiàn)代大氣Ar 比值295.5 一致;其他階段沒有構(gòu)成很好的坪年齡。在礦物粉末階段加熱40Ar/39Ar 定年中，得到的坪年齡為267 Ma，等時線年齡為271 Ma，對應(yīng)的40Ar/36Ar 初始比值為294±2，均不含過剩氬。通過真空擊碎與粉末階段加熱兩種方法得到的年齡基本吻合，拓寬了40Ar/39Ar的測定對象和應(yīng)用范圍，為鉛鋅礦床直接定年提供了新的技術(shù)手段。

真空擊碎流體包裹體只對一個樣品進行測試，即可獲得年齡譜和等時線年齡;但同時測試時必須保證包裹體當(dāng)中含有高于0.05%的鉀礦物含量，當(dāng)主礦物當(dāng)中同時含有鉀礦物的時候，在采用真空擊碎之后可以考慮繼續(xù)對粉末進行階段加熱，這樣將兩個溫度對比分析可以獲得更多的年代學(xué)信息。由于閃鋅礦為硫化物型，在進行中子照射時也容易產(chǎn)生輻射對儀器管道、純化劑、離子源和信號接收器等設(shè)備造成影響，因此該種方法目前還沒有得到普及使用。

圖2 閃鋅礦中發(fā)育的流體包裹體Fig.2 Fluid inclusion in sphalerite

圖3 電子探針下閃鋅礦中的鉀長石微晶Fig.3 Potassium feldspar microcrystalline in sphalerite by electronic probe

3 Ar/Ar 法對斷裂活動時間的約束

大的斷裂、剪切帶上經(jīng)常發(fā)育著變質(zhì)巖，這些變質(zhì)巖中的礦物一般在構(gòu)造發(fā)育的時候，有原巖經(jīng)過重熔或者重新組合得到的。在構(gòu)造活動停止以后，這些新形成的礦物及其組合就形成一個對同位素來說相對封閉的體系。由于在變質(zhì)巖中經(jīng)常可以看到白云母、絹云母、藍閃石、石榴子石等適合Ar/Ar 定年的礦物，因此如果這些礦物在后期能夠很好的保存，不受后期構(gòu)造、熱液的影響，那么對這些礦物的同位素體系進行測定則能得到這些礦物的結(jié)晶年齡，即此次構(gòu)造的變形/變質(zhì)年齡。

馬艾陽對西拉木倫河斷裂帶中上崗崗坤兌斷層的糜棱巖中的白云母進行了Ar/Ar 同位素進行階段加熱分析，3 個樣品得到的坪年齡和等時線年齡幾乎一致為223 Ma 左右，因此可以把變形變質(zhì)作用中形成的白云母年齡當(dāng)成西拉木倫河斷裂活動的主期年齡。除了斷裂中的糜棱巖礦物可以作為測試礦物，韌性剪切帶中的變質(zhì)巖礦物如白云母的封閉溫度(350°左右)遠(yuǎn)小于糜棱巖的形成溫度(600°～700°)，也可以作為Ar/Ar 法的測試對象。朱光等對新發(fā)現(xiàn)的郯廬高壓左旋走滑韌性剪切帶6 個糜棱巖基質(zhì)中新結(jié)晶的白云母進行階段加熱分析，得到了2 個可靠的數(shù)據(jù)年齡(其他數(shù)據(jù)因氬丟失、初始?xì)宀豢煽康仍驈U棄)。白云母的封閉年齡指示了郯廬斷裂帶左旋走滑變形中的冷卻年齡，這也是郯廬斷裂左行平移活動事件的最早同位素年齡記錄。除了階段加熱，激光顯微探針技術(shù)也被運用到變質(zhì)巖及其退變質(zhì)的研究中。胡世玲等采用微區(qū)激光探針40Ar/39Ar 定年方法，對華北桑干地區(qū)高壓基性麻粒巖中變質(zhì)石榴石和斜長石直接進行了原位微區(qū)年代測定，石榴子石中9 個微區(qū)有4 個全熔年齡比較一致，也能構(gòu)成好的線性關(guān)系，等時線年齡為2 510 Ma;斜長石的5 個微區(qū)點中，有3 個能夠擬合成比較好的等時線，其等時線年齡為1 968 Ma。石榴子石的初始?xì)迓裕?95.5，而斜長石的初始?xì)鍨?64，遠(yuǎn)大于尼爾值，說明存在過剩氬。石榴石斑晶是高壓變質(zhì)階段的典型礦物，后成合晶中的斜長石是較低壓力下石榴石分解反應(yīng)的產(chǎn)物，因此它們的年齡分別代表高壓變質(zhì)作用的時代和隨后的減壓過程或疊加變質(zhì)的時代，但是兩者的年齡相差達500 Ma，說明接著高壓變質(zhì)作用之后可能不是簡單的減壓過程，很可能是另一次變質(zhì)作用的疊加。

通過對構(gòu)造帶中變質(zhì)巖的組成礦物年齡測定可以反映構(gòu)造的發(fā)生時間，但是從目前發(fā)表文獻來看，此種方法還存在一些問題:①斷裂構(gòu)造位置的構(gòu)造活動本身就很頻繁，后期的構(gòu)造活動多多少少會對早期形成的礦物同位素體系產(chǎn)生影響，破壞體系平衡，使同位素年齡沒有意義;②低級變質(zhì)作用條件下，白云母適宜于年齡測定，多數(shù)情況下，板巖、千枚巖和片巖的年齡數(shù)據(jù)不可靠;中高級變質(zhì)巖中，角閃石的封閉溫度要高于白云母、黑云母和全巖的，需要注意的是這些年齡都是冷卻年齡。③變質(zhì)巖特別是動力變質(zhì)巖本身在形成的時候就很可能繼承了原巖中的氬，造成新礦物生成后Ar 體系的不平衡。文獻中出現(xiàn)這個問題的樣品比較多，盡管有的能夠通過其他樣品得到可靠年齡，但是其成本明顯增大;④部分文獻用激光微區(qū)全熔來測變質(zhì)巖的年齡。上述已論及過剩氬的問題，因此用激光微區(qū)測變質(zhì)巖的年齡有時能得到有意義的年齡，但是此種方法還尚須討論。因此在用Ar/Ar 法來測斷裂構(gòu)造帶變形/變質(zhì)的年齡時，應(yīng)該注意所選礦物沒有受到后期的影響，并且該礦物的結(jié)晶溫度要比構(gòu)造帶變形/變質(zhì)的時間晚，在必要的時候可以采取輔助其他定年方法;但是盡量避開在變質(zhì)巖中使用激光探針全熔方法測試Ar/Ar 同位素，對于微區(qū)的變質(zhì)巖和退變質(zhì)年齡的研究可以通過激光階段加熱技術(shù)來完成。

4 Ar/Ar 法應(yīng)用于緩慢冷卻和抬升速率的研究

近年來，對變質(zhì)核雜巖中變質(zhì)基地和拆離斷層的研究、巖體冷卻速率［48］、麻粒巖的冷卻速率和地殼抬升［49］和古陸殼的變質(zhì)演化［50，51］的研究，使Ar/Ar 同位素定年法又拓寬到了新的應(yīng)用領(lǐng)域。不同的礦物具有不同的封閉溫度，當(dāng)?shù)刭|(zhì)體從高溫冷凝的過程中，礦物從其結(jié)晶溫度開始固結(jié)，形成同位素的封閉體系，如鋯石的封閉溫度一般認(rèn)為是700°左右、角閃石的封閉溫度在500°左右、黑云母的封閉溫度在300°左右、磷灰石的封閉溫度則在100°左右。通過測定同一地質(zhì)事件中不同結(jié)晶溫度下礦物的同位素年齡，可以對該次地質(zhì)事件下地質(zhì)體的冷卻速率和地殼抬升有較清楚的認(rèn)識。封閉溫度是礦物、擴散特性、冷卻速率和粒徑等的復(fù)雜函數(shù)。由于ICP－ MS、SHRIMP 等測試儀器和技術(shù)的發(fā)展，鋯石U-Pb 等同位素定年方法的普及，能夠得到地質(zhì)體冷卻到700°的年代學(xué)數(shù)據(jù);常用于Ar/Ar同位素定年的含K 礦物(如黑云母、絹云母)，通過階段加熱技術(shù)同樣也能夠得到準(zhǔn)確的年齡數(shù)據(jù)。通過對一個地區(qū)一次大的地質(zhì)事件各結(jié)晶溫度下礦物的同位素定年，對恢復(fù)該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造格局、演化和發(fā)展有著非常重要的作用。

桑海清等通過對冀東太平寨麻粒巖中的輝石、角閃石、斜長石分別作了Ar/Ar 階段加熱，分別得到了2.16 Ga、1.97 Ga、1.66 Ga，結(jié)合鋯石U-Pb年齡以及三者的封閉溫度620°、517°和265°，計算得到該麻粒巖體的冷卻速率分別為0.39 ℃/Ma、0.55 ℃/Ma、0.81 ℃/Ma;地?zé)崽荻纫?8 ℃/Km 計算，則地殼的抬升速率分別為14.1 m/Ma、18.5 m/Ma、29.1 m/Ma。以上數(shù)據(jù)也充分說明太平寨麻粒巖體是以不同速率多階段緩慢冷卻的。徐士進等對攀西微古陸塊也進行了相同的研究，利用變質(zhì)巖中的輝石、角閃石、磷灰石的同位素年齡討論了古地體的變質(zhì)演化和抬升史［52］。龔俊峰等在對東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)巖體的研究中發(fā)現(xiàn)不同地段樣品的不同礦物(角閃石、黑云母、白云母、鉀長石)的40Ar/39Ar年齡相近，而同一樣品中不同礦物的40Ar/39Ar年齡大小又并非完全按照礦物對氬同位素體系的封閉溫度高低來分布，因此得到該巖體冷卻速率過大，各種礦物對氬同位素的封閉不是在一個緩慢冷卻的環(huán)境中進行的。王岳軍等在對贊皇變質(zhì)核雜巖的變質(zhì)基底和兩側(cè)韌性剪切帶的黑云母進行了Ar/Ar 階段加熱分析，分別得到了1 823～1 793 Ma和1 633～1 689 Ma。結(jié)合華北克拉通變質(zhì)巖的其他年代學(xué)數(shù)據(jù)，作者認(rèn)為1 800 Ma±華北克拉通經(jīng)歷了一次構(gòu)造伸展事件，得到變質(zhì)基底的冷卻速率和隆升速率;而兩側(cè)剪切帶的黑云母變形年齡則代表了另一次的伸展滑脫事件，并且沒有對變質(zhì)基底的黑云母造成擾動。除了測試含K 礦物外，Ar/Ar 法經(jīng)常與其他測年方法共同運用來探討這個問題。

Ar/Ar 同位素測年由于其測試精度高、測試礦物廣泛和礦物封閉溫度高低存在差異而被應(yīng)用到構(gòu)造熱事件的討論中，并取得了比較滿意的數(shù)據(jù)。當(dāng)Ar/Ar法用于構(gòu)造熱事件的研究中時，應(yīng)注意以下幾方面:①采集的樣品必須屬于同一次地質(zhì)構(gòu)造或者連續(xù)的地質(zhì)事件中，這樣取得的年齡數(shù)據(jù)才有可比性;②如果所研究地區(qū)的高差較大，那么樣品采集時就應(yīng)該相應(yīng)的注意采集樣品的高程，以備文中討論使用;③盡量選擇封閉溫度差別較大的礦物進行構(gòu)造熱事件的研究討論。

5 Ar/Ar 法優(yōu)缺點

40Ar/39Ar 法作為一種新的測年方法，與其他方法如U/Pb、Sm/Nd、Rb/Sr 以及Re/Os 法相比，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在:①只需測定同位素比值，不需測定元素(或同位素)含量，并且測試在一臺機器上面就可以完成;②得到的信息量足，可以窺視礦物中Ar 的分布、年齡的分布，可以判斷初始Ar 組成;③可以同時獲得一個樣品的坪年齡和等時線年齡，兩個年齡可以互為驗證，也即可以剔除過剩Ar 的影響;④可以進行Ar 的封閉溫度的研究、受熱歷史研究。其缺點在于樣品需要照射，照射參數(shù)、校正因子因每個實驗室不同而存在一定的誤差;再者樣品測定的周期長、成本也較高。

Ar/Ar 法在成巖年齡的測試礦物種類上要比U/Pb 法(鋯石、磷灰石、榍石等)多，且除了用于侵入巖和變質(zhì)巖外，還可以用于火山巖和沉積巖中。在成礦年齡上則主要用于測試與礦化同期或近似同期形成的蝕變礦物，通過測試蝕變礦物的年齡來推斷成礦年齡;也可以直接對金屬礦物進行測試。而U/Pb 法則主要是確定與成礦相關(guān)的巖體的年齡，以此來推斷限定礦床成礦年齡，其應(yīng)用前提是必須要有充足的野外和室內(nèi)證據(jù)表明成礦是與本巖體密切相關(guān)的;Re/Os 法可以直接測定金屬礦物，但是其較成熟的測試對象是輝鉬礦，目前也有過黃鐵礦、Cu/Ni 硫化物的Re/Os 測定比較成功的報道，但整體上說由于用于測試礦物的局限性，使得該方法不能廣泛應(yīng)用。因此Ar/Ar 法作為一種新的測年方法也為礦床的成礦年齡標(biāo)定提供了一種新的思路。

6 結(jié)論

(1)Ar/Ar 同位素測年法經(jīng)歷了K/Ar(Ar/Ar)全熔法測年、階段加熱技術(shù)、激光顯微探針技術(shù)三個發(fā)展階段。

(2)通過測試礦物可以直接測定巖體、地層的年代;通過測試與礦化同期的含K 礦物可以得到礦床的成礦年齡;利用真空擊碎技術(shù)提取石英、石榴子石、閃鋅礦等礦物中流體包裹體的Ar 也同樣可以取得成礦的年齡;對K 含量＞0.05 的礦物特別是成礦物質(zhì)進行中子照射，可以直接得到成礦年齡，但是由于輻射等原因該方法未得到廣泛應(yīng)用。

(3)通過對斷裂構(gòu)造帶內(nèi)同期生成的變質(zhì)礦物進行Ar/Ar 測試，可以對斷裂構(gòu)造的活動時限進行約束;在選擇測試礦物的時候應(yīng)該注意其封閉溫度的高低;數(shù)據(jù)分析時得考慮過剩氬存在對數(shù)據(jù)的影響;盡量避免用全熔來測變質(zhì)巖的年齡。

(4)根據(jù)不同礦物封閉溫度的不同，測量某一地質(zhì)事件下的不同礦物的地質(zhì)年代，可以研究該地質(zhì)體的地質(zhì)演化過程。

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