地质地球所低温榴辉岩定年研究取得新进展

2011-4-06 15:02 来源: 中国科学院
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  我国西南天山造山带位于中亚造山带的南端,其间出露的榴辉岩及相关高压/超高压岩石为解析欧亚造山带多板块/微陆块的碰撞拼合过程提供了重要的研究对象。近10年来许多工作者进行了大量的研究,然而通过不同同位素体系获得的定年结果变化范围很大(230 Ma到400 Ma),不能精确限定其形成时代,从而对研究其演化过程造成了困难。岩石的岩相学及矿物温压计算表明,这些榴辉岩经历了高压/超高压及退变质过程,矿物具有多期变质特点,关键是变质温度较低,用于定年的矿物间同位素体系不易达到定年要求的初始平衡条件。

  中科院地质与地球物理研究所离子探针实验室李秋立副研究员及其合作者针对低温榴辉岩定年上的困难,从同位素地球化学和矿物学理论上出发,通过分析认为,低温榴辉岩中明确的高压变质矿物金红石,其生长时代对应于榴辉岩相变质阶段,且金红石一般具有较高的U/Pb比值,不存在初始同位素体系不平衡问题,适于U-Pb定年,但是该地区榴辉岩中金红石颗粒大多具有榍石退变质边,不能以常规方法分析。通过不断的实验摸索,他们在地质与地球物理研究所Cameca IMS 1280仪器上研发了离子探针金红石的U-Pb定年方法,并应用到西南天山榴辉岩中,从而确定了西南天山榴辉岩的变质时代为318 ± 7 Ma,为中亚造山带的研究提供了重要数据。

  该研究成果发表在国际知名的岩石学领域研究期刊Lithos(Li et al. SIMS U-Pb rutile age of low-temperature eclogites from southwestern Chinese Tianshan, NW China. Lithos, 2011, 122: 76-86, doi:10.1029/2010GL045744)。

图1 离子探针金红石U-Pb年龄测试的分析方法

图2 西天山榴辉岩金红石SIMS U-Pb分析结果