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题名热年代学基本原理、重要概念及地质应用
被引量：16
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作者
田朋飞
袁万明
杨晓勇
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机构
中国地质大学科学研究院
中国科学技术大学地球和空间科学学院
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出处
《地质论评》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期975-1004,共30页
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基金
国家重点基础研究发展规划项目(编号:2015CB452606)
国家自然科学基金资助项目(编号:41730427)的成果。
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文摘
岩石和矿物的同位素年龄从根本上取决于它们的综合热历史,而热年代学是一种能够分析其热历史的技术。岩石中一些矿物核衰变会生成子产物(同位素或矿物晶格的结构损伤),而热活化会使这些子产物逸失,热年代学主要分析子产物累积和逸失之间的相互关系。由于温度随地球岩石圈深度增加而升高,因此可以将温度信息转换为热年代学数据;应用热年代学可以分析岩石在给定时间内停留在地表以下的深度,从而获得地表到下地壳的多种地质过程的关键信息,其分析原理在于其同位素封闭系统。同位素系统在高温下均会表现为开放系统,即子产物通过扩散比核衰变逃逸更快;在低温下则表现为封闭系统,即子产物逃逸速率非常慢,以致在百万年为单位的地质时间都可以保留在原岩石和矿物中。从开放系统到封闭系统的切换不是瞬间完成,而是在离散的温度区间内进行的,这个区间称为部分保留区。封闭温度位于这个温度区间内,可以定义为热年代学系统中与其表观年龄相对应的温度。本文介绍了封闭温度≤350~400℃,(40)~Ar-(39)~Ar、裂变径迹和(U—Th)/He的测年原理、发展历史和样品选择;详细分析了封闭温度,部分退火区与部分保留区,裂变径迹年龄类型,滞后时间等重要概念;说明了岩体垂直运动、温度历史和其子产物积累之间所代表的年龄—海拔关系;进一步阐述了抬升、剥露和剥蚀定义,以及是否考虑均衡回弹情况下的关系。热年代学与其它年代学应用案例包括:约束地层和矿产年龄、隆升剥蚀、盆地演化、构造演化、矿床热历史演化与保存变化等方面。地球科学研究不断深化,综合热年代学有助于其更深入研究,可以带来更多丰硕成果。
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关键词
中低温热年代学
40AR-39AR
裂变径迹
(U-Th)/He
封闭温度
部分保留区(prz)
隆升剥蚀
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Keywords
low-intermediate thermochronology
40Ar-39Ar
fission track
(U-Th)/He
closure temperature
Partial Retention Zone(prz)
uplift
exhumation
denudation
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分类号
P597.3
[天文地球—地球化学]
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