地球科学|杨莉,杨静等:(U⁃Th)/He定年及影响因素研究进展

学术   科学   2024-10-30 00:00   湖北  

   点击蓝字关注我们哦


(U-Th)/He同位素定年以其低温敏感性(70 ℃)为造山带隆升‒剥蚀速率的时空格架构建、油气成藏时间约束、沉积盆地埋藏历史恢复、矿床剥蚀保存研究及古地形地貌重塑等提供了精确的时间‒温度演变模型,应用前景广阔.理解矿物封闭温度、内部结构、4He扩散机制、铀‒钍分带效应等是(U-Th)/He数据解释的核心所在.本文详尽论述了(U-Th)/He技术研究,包括测年适宜对象及在不同地质领域的应用、测试方法的发展及标准矿物结果、着重归纳了造成年龄偏差的因素,并简述了主要矿物的辐射损伤机制.研究表明,我国(U-Th)/He定年技术从非稀释剂法测定发展至单颗粒激光熔融技术,再延续到准分子激光剥蚀系统RESOlution下的原位微区双定年技术,FCT锆石、Durango磷灰石及蓬莱锆石的测定结果与国际标定年龄在误差范围内一致,并自主开发了MK-1磷灰石标样,目前该技术已相对成熟.能有效保存4He的多数铀‒钍副矿物均可成为适宜定年对象,本文总结了有效规避矿物包裹体、矿物粒径、α粒子射出及植入效应、成分环带等影响因素的策略,可为国内学者在(U-Th)/He数据解释中提供帮助和参考.
磷灰石、锆石、榍石等副矿物的封闭温度已确定,其辐射损伤机制研究也已成熟,是(U⁃Th)/He研究中最为常用的矿物.其他可有效保存4He的矿物亦可应用于地球科学研究的不同领域,但仍存在一些值得关注的问题:如晶体化学性质和辐射损伤对磷钇矿4He扩散的影响机制研究,以及适宜大小的磷钇矿的获取;榍石4He丢失效应的评估与量化;萤石裂变径迹与晶体缺陷及微小包裹体之间的有效区分;橄榄石中放射成因4He的浓度与初始4He的区分;高温提取4He时铁氧化物的U丢失问题等,均是未来研究中值得深入探讨的重要问题.多种年龄校正模型的引进大大提高了年龄计算的准确性,但是测试前期包裹体和矿物粒径的影响不可忽视.α粒子植入效应以及辐射损伤的影响应通过年龄与eU的相关性来判定.成分环带可通过构建母体同位素分布剖面、激光剥蚀坑深度剖面及磨蚀包壳转化成不同校正模型来降低年龄偏差.(U⁃Th)/He测年技术的发展不仅为区域地质活动的历史和动力学研究提供了可靠依据,还在岩石圈、生物圈、水圈和大气圈等地球各圈层相互作用的研究中展现了广阔前景.
图1 蓬莱锆石(a)、MK-1磷灰石(b)、FCT锆石(c)及Limberg t3凝灰岩(d)(U-Th)/He年龄与232Th/238U比值的关系

图2 人工辐照磷灰石和天然磷灰石扩散参数对比(据Shuster and Farley, 2009)
图3 常见热历史路径及对应的年龄‒等效U浓度预测关系(据Guenthner et al., 2013)

文章刊登在《地球科学》第49卷第9期

杨莉, 杨静, 田鹏, 施炜, 李肖, 2024. (U⁃Th)/He定年及影响因素研究进展. 地球科学, 49(9): 3155-3181. doi: 10.3799/dqkx.2023.079

Yang Li, Yang Jing, Tian Peng, Shi Wei, Li Xiao, 2024. The Research Advances of (U-Th)/He Dating and Influencing Factors. Earth Science, 49(9): 3155-3181. doi: 10.3799/dqkx.2023.079

更多论文信息,请点击左下方(阅读原文


加入学术交流群

备注“姓名+单位+ES”



扫码添加小编微信,拉你进入《地球科学》编辑部学术交流群,群内不定期开展答疑会、分享学术研究、学术直播等高质量活动。


往期回顾

矿物学·岩石学·矿床学

   →近70年中国变质岩石学-变质地质学的研究进展

造山带橄榄岩岩石学与构造过程:以松树沟橄榄岩为例

片麻岩穹窿与伟晶岩型锂矿的成矿规律探讨

岩浆作用与地球深部过程

从岩浆岩看青藏高原地壳的生长演化

地壳生长及深部物质架构研究与问题:以中亚造山带(北疆地区)为例

→辽东白云-小佟家堡子矿集区控矿构造及成矿有利区预测

→晶粥储存、侵入体累积组装与花岗岩成因

→交代岩石圈地幔与金成矿作用

实验地球科学的前沿与发展战略

实验地球化学的发展历史和研究展望

实验岩石学发展现状与趋势

实验矿床学的发展现状和前景展望

实验流变学的发展现状与趋势

高温高压装置研制和技术创新的发展现状与趋势


构造地质学

纪念马杏垣先生

关于大陆构造研究的一些思考与讨论

秦岭造山带是印支碰撞造山带吗?

关于发展洋板块地质学的思考

大陆俯冲带壳幔相互作用

增生型造山带结构解析与时空制约

洋板块地质与川藏铁路工程地质关键区带

华北克拉通太古宙构造热事件时代及演化

中条山地区涑水杂岩新太古代烟庄正长花岗岩年龄及成因:对华北克拉通地壳演化的制约

→俯冲带结构演变解剖与研究展望


地学与健康

"同一健康"视角下医学地质学的创新发展

优化生态环境保障人民健康


古生物学

地史时期生物对冰室气候形成的作用


沉积和盆地动力学

下扬子地区早古生代晚期前陆盆地沉积特征与盆山过程

陆相断陷盆地陆源碎屑与碳酸盐混合沉积研究进展

渤海海域秦南凹陷东南缘沙一段混积岩优质储层成因及勘探意义


石油地质学

非常规源岩层系油气形成分布与前景展望

→”双碳”目标下我国油气产业发展的思考

→我国陆上未来油气勘探领域探讨与攻关方向


地球物理学

从高分辨率地震层析成像看青藏高原软流圈的物质运动


《地球科学》

青年学者论坛回放

→黄康俊|金属稳定同位素示踪地球增氧事件

→张   文|激光微区锆石Zr同位素分析测试技术及参考物质研发

→Marize Muniz da Silva|巴西São Francisco地块 Mineiro带后碰撞岩浆作用

→Dionatan Ferri Padilha|巴西南部Dom Feliciano带后碰撞玄粗质和超钾质岩浆作用

→王选策|地球系统中的挥发分和物质循环——对非俯冲带岩浆的新观点

→陈   印|中国北方砂岩型铀成矿作用及其与构造演化和油气藏的联系

→荣   辉|基性岩侵入对铀储层成岩-成矿作用的影响:以松辽盆地钱家店铀矿床为例

→兰中伍|南秦岭岩浆作用与浅表环境响应

→余文超|贵州遵义下石炭统九架炉组铝土矿物源:来自地球化学与锆石U-Pb同位素年代学的证据

→岳  汉|从2021年青海玛多地震到松潘-甘孜块体的长期形变模式

→王  墩|2021年Mw7.4青海玛多地震的震级、地震动场及破裂过程

→邓阳凡|华北东南缘综合地球物理特征及其对徐淮弧形构造带的启示

→谢国治|胶东半岛高Ba-Sr牙山侵入体的成因及其与华北克拉通破坏的关系

→白江昊|长江中下游地区A型花岗岩成因:放射性成因Ca-Nd同位素制约

→李振洪|川藏交通廊道重大灾害防控专题

→王   栋|川藏交通廊道冰雪灾害风险评价

→汤高明|青藏高原典型地表地质灾害机理及分类

→崔一飞|川藏交通廊道泥石流级联调控风险防控原理与方法

→刘金高|金伯利岩与碱性玄武岩的成因联系及深部地幔演化

→丁   兴|富氟流体活动及其成岩成矿效应 

柳保军,雷超,郑金云 | 专题十:南海陆缘盆地动力学及其能源效应

施小清,杨晓帆,戴恒 | 专题十一:地下水环境的刻画与模拟

高晓英,罗涛 |专题十二:微区分析在地球科学中的应用

梁琛岳,刘博 | 专题十中亚造山带南缘构造与成矿

Alexander Humphreys ,Johann Hohenegger | 专题十四:热带大型底栖有孔虫

 付伟 ,李登峰,李占轲,等 | 专题十五:战略性矿产资源研究与勘查进展

雷宏武,张晓博 | 论坛专题十六:地热能地球科学

李斌 ,张志遥 | 专题十七 :深层油气论坛

李博 ,吴琼,李严严 | 专题十八:强震区滑坡崩塌灾害防治技术方法研究

程晓敢,石许华,林秀斌 | 专题十九:盆山过程与动力学

黄发明,张东明,李旭 | 专题二十 :机器学习与灾害风险

郑义,虞鹏鹏 | 专题二十一:华南大地构造演化与关键金属成矿

黄发明,李为乐,谭道远 | 专题二十二:地质灾害风险智能评价

陈红汉,罗群,李文正,王海学,唐大卿 | 专题二十三:走滑断裂与油气

侯晓坤,贾智杰 | 专题二十四 :工程地质与防灾减灾

王全荣,杜尧 | 专题二十五:地下水系统参数获取与污染成因

董志文,王欢业,蒋宏忱 | 专题二十六:青藏高原环境-地质-微生物

喜欢就点个在看吧!

地球科学编辑部
《地球科学》(中文版)和Journal of Earth Science(英文版)是由教育部主管,中国地质大学主办的综合性地球科学学术刊物。中文版被EI 等数据库收录,英文版被SCI收录。
 最新文章