一、變質(zhì)巖定年方法的探討1.變質(zhì)巖的相關(guān)知識(shí)2.變質(zhì)巖年代學(xué)的研究進(jìn)展3.變質(zhì)巖定年方法存在問題二、變質(zhì)巖定年方法及應(yīng)用安徽肥東群變質(zhì)巖系的同位素地質(zhì)定年變質(zhì)巖的概念

變質(zhì)巖是由原來的巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）在地殼中受到高溫、高壓及化學(xué)成分加入的影響，在固體狀態(tài)下發(fā)生礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化后形成的新的巖石。

一、變質(zhì)巖定年方法的探討1.變質(zhì)巖的相關(guān)知識(shí)野外的變質(zhì)巖

我國(guó)區(qū)域變質(zhì)巖系十分發(fā)育，時(shí)代自太古宙到中生代均有出露。其變質(zhì)巖石類型十分復(fù)雜，主要有片麻巖、粒狀巖石（變粒巖、淺粒巖）、片巖、千枚巖、變質(zhì)硅鐵質(zhì)巖、大理巖、變質(zhì)鐵鎂質(zhì)巖及區(qū)域混合巖等。有關(guān)原巖建造主要有超基性到酸性噴出巖（包括熔巖、凝灰?guī)r）、硬砂巖、各種沉積巖及不同性質(zhì)的侵入巖。上述變質(zhì)巖類均屬不同的原巖建成造經(jīng)受不同時(shí)期、不同類型區(qū)域變質(zhì)作用的結(jié)果。

我國(guó)區(qū)域?qū)訝钭冑|(zhì)巖系按大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可分為12期，從太古宙遷西期—新生代喜馬拉期變質(zhì)巖系均有。所以，變質(zhì)巖系的發(fā)生和發(fā)展與大地構(gòu)造環(huán)境和地殼演化有密切的關(guān)系。在全球構(gòu)造位置上，我國(guó)處于歐亞板塊、太平洋板塊及度板塊的結(jié)合部位，地質(zhì)環(huán)境差異較大，發(fā)展歷史很不相同，因而區(qū)域地質(zhì)各具特色，造成變質(zhì)巖石類型復(fù)雜，巖石相對(duì)難以識(shí)別。2.變質(zhì)巖年代學(xué)的研究進(jìn)展2.1變質(zhì)作用頂峰年齡的測(cè)定主要運(yùn)用

U-Pb,U-Th--全Pb,Lu-Hf和Sm-Nd同位素年代計(jì)對(duì)鋯石和獨(dú)居石等

含U副礦物、

石榴

石及其變質(zhì)頂峰礦

物組合進(jìn)行定年,在以

麻粒巖為代表的

高

級(jí)變質(zhì)巖區(qū)和高

壓—超高壓榴

輝巖的變質(zhì)

頂峰年齡)

的測(cè)定方

面已取得

公認(rèn)的成果。2.變質(zhì)巖年代學(xué)的研究進(jìn)展2.3變質(zhì)作用過程中特定事件的定年

峰期變質(zhì)礦物的生長(zhǎng)及其變質(zhì)反應(yīng)年齡的測(cè)定大部分等同于峰期變質(zhì)年齡的測(cè)定。Keaya

等應(yīng)用高靈敏度高分辨率離子探針(SHRIMP)測(cè)定了代表變質(zhì)峰期深熔作用形成的鋯石邊的U-Pb

年齡,從而確定了深熔作用和變質(zhì)作用的頂峰年齡。Bur-ton等

用特殊手段將基性麻粒巖中的變斑晶石榴石后成合晶冠狀

體礦物分離出來,然后進(jìn)行了U-Pb,Sm-Nd,Rb-Sr

和O同位素年齡的測(cè)定,得出石榴石分解為后成合晶的頂峰年齡為1151Ma,Nd和Sr

同位素在礦物之間

的交換到250Ma才終止,是測(cè)定

后成合晶形成年齡的成功范例。陳能松等曾將密云麻粒巖中的石榴石鏈分離出來,測(cè)得其Sm-Nd年齡為(1756±25)Ma。

2.4同位素年代學(xué)技術(shù)(特別是微區(qū)原位年齡分析技術(shù))的完善和改進(jìn)1.(LA-ICP-MS)：除二次離子質(zhì)譜(SIMS)和SHRIMP技術(shù)外,近年來利用激光剝蝕等離子體質(zhì)譜分析技術(shù)(LA-ICP-MS)原位(in-situ)測(cè)定鋯石和獨(dú)居石等含U和含Th副礦物的U-Pb

年齡或Th-Pb

年齡，進(jìn)展極快。2.電子探針(EPMA)：測(cè)定鋯石的Th-U-全Pb

化學(xué)等時(shí)線年齡方法(chemicalh-U-totalPb

isochronmethod)價(jià)格低廉,不破壞樣品,空間分辨率高達(dá)1～5Lm,樣品制備方便,分析快速,又可進(jìn)行年齡填圖,因而近年來備受青睞,在鋯石和獨(dú)居石等富U或富Th副礦物的年齡測(cè)定上不斷取得成功。3.質(zhì)子探針(PIXE)：測(cè)定了獨(dú)居石的U-Th-Pb

年齡。對(duì)EPMA無能為力的小于100Ma的獨(dú)居石年齡的測(cè)定,PIXE具有明顯的優(yōu)勢(shì)。2.變質(zhì)巖年代學(xué)的研究進(jìn)展3.變質(zhì)巖定年方法存在問題3.變質(zhì)巖定年方法存在問題3.3常規(guī)的原位測(cè)定對(duì)象與主要變質(zhì)礦物組合的關(guān)系不明確。迄今為止,鋯石和獨(dú)居石等富U礦物的所謂原位年齡測(cè)定絕大多數(shù)是用重砂分離的方法將它們分離出來,制成樣品靶,置入分析平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)定的,因此,定年對(duì)象與主要變質(zhì)礦物在巖石中的時(shí)空關(guān)系并不明確。由于基于熱力學(xué)原理設(shè)計(jì)的溫度計(jì)和壓力計(jì)至今還無法應(yīng)用于這些礦物,無法將它們精確的定年結(jié)果與特定的變質(zhì)事件(如低壓、中壓、高壓或超高壓變質(zhì)作用)相聯(lián)系,因此,必須尋求將兩者聯(lián)系起來的有效途徑。二、變質(zhì)巖定年方法及應(yīng)用安徽肥東群變質(zhì)巖系的同位素地質(zhì)定年一、地質(zhì)概況

肥東群變質(zhì)巖系分布在肥東縣西山釋一橋頭集一閱集一帶,北北東向延伸。構(gòu)造上位于郊廬斷裂的東側(cè),與張八嶺群呈斷層接觸,屬揚(yáng)子變質(zhì)區(qū).肥東群的原始構(gòu)造為一軸向北東35度，向南西緩傾的傾伏背斜，背斜核部為俘搓山組、翼部由內(nèi)向外依次為大橫山組、雙山組。肥東群自下而上為：1.梓搓山組：主要沿俘搓山西坡分布。下部以黑云斜長(zhǎng)片麻巖為主，間夾黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及少量斜長(zhǎng)角閃巖。上部為黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾薄層斜長(zhǎng)角閃巖及變石英角斑巖,局部夾大理巖透鏡體。2.大橫山組：分布于銅山尖山一帶,以角閃斜長(zhǎng)片麻巖和黑云斜長(zhǎng)片麻巖為主,間夾斜長(zhǎng)角閃巖、黑云片巖及條帶狀磁鐵石英巖。3.雙山組:以白云質(zhì)大理巖為主,間夾薄層斜長(zhǎng)角閃片巖、斜長(zhǎng)角閃巖及透閃石英片巖等。各層之間彼此成整合接觸,且受到不同程度的混合巖化(見圖1)。圖1肥東縣俘模山區(qū)地質(zhì)圈(1:20萬(wàn))安徽肥東群變質(zhì)巖系的同位素地質(zhì)定年定年原理定年基礎(chǔ)等時(shí)線方程一致曲線Concordia鋯石的優(yōu)勢(shì)鋯石U-Pb定年方法1.SHRIMP根據(jù)放射性衰變規(guī)律可導(dǎo)出下列方程：利用上面公式和表1中數(shù)據(jù)就可以計(jì)算鋯石的模式年齡。1.3鋯石鈾一鉛年齡計(jì)算公式和模式年齡通過上列①、②、③式計(jì)算的模式年齡是很不一致的,這種不一致性表明鋯石已不是一個(gè)封閉體系,它的放射成因Pb可能在一次熱變質(zhì)幕中丟失,所以表面年齡不能代表鋯石的年齡。為此我們用韋瑟里爾一致曲線圖來進(jìn)行處理.1.3鋯石鈾一鉛年齡計(jì)算公式和模式年齡1.4.鋯石的鈾一鉛一致曲線圖解年齡1.5.鋯石的鈾一鉛一致曲線圖解年齡圖2所示的上交點(diǎn)年齡T，為,該年齡代表了肥東群俘搓山組黑云斜長(zhǎng)片麻巖中鋯石最初結(jié)晶時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間,也就是說代表了該群俘搓山組的原巖形成年齡。肥東群自下而上系連續(xù)沉積彼此成整合接觸,所以也代表了下元古代期間肥東群的基底巖石年齡。不一致曲線下交點(diǎn)年齡為Ma。該年齡代表了在此之前所經(jīng)歷的熱變質(zhì)事件年齡,且與張八嶺群發(fā)生在晉寧運(yùn)動(dòng)第一次熱力事件(730一860Ma)的時(shí)間相當(dāng)。根據(jù)與孫殿卿,崔盛英對(duì)揚(yáng)子地區(qū)和秦嶺地區(qū)與晉寧構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)的各種地質(zhì)作用的同位素年齡值統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比表明:該區(qū)所經(jīng)歷的熱力事件與晉寧運(yùn)動(dòng)的匯余波年齡相當(dāng)。1.5.鋯石的鈾一鉛一致曲線圖解年齡二、結(jié)論

1.肥東群地層時(shí)代歸屬于下元古代。

2.肥東群的上交點(diǎn)年齡代表了基底巖石形成年齡約2000Ma,與大別群上界年齡相當(dāng),它與五臺(tái)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)。

3.肥東群下交點(diǎn)年齡約69OMa,該年齡可能代表了發(fā)生在晉寧運(yùn)動(dòng)所伴隨區(qū)域變質(zhì)作用的熱力事件.這個(gè)勢(shì)力事件的發(fā)生時(shí)間與張八嶺變質(zhì)巖系最初的變質(zhì)作用所發(fā)生的時(shí)間730士5ox10’年)幾乎是同期的.參考文獻(xiàn)1.朱洪山,張忠查,陳江峰,陳道公,1979,安徽張八嶺樣交質(zhì)巖系同位素地質(zhì)年鈴,9,550一558.2.葛寧潔，周導(dǎo)之，1993，安徽肥東群變質(zhì)巖系的同位素地質(zhì)定年.3.陳能松，孫敏，王勤燕，羅彥，2003原地原位定年技術(shù)工作思路探討——中深變質(zhì)巖區(qū)精細(xì)變質(zhì)年代學(xué)格架