中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法流程

张利国, 段桂玲, 杨红梅, 杨梅, 谭娟娟, 段瑞春, 邱啸飞, 刘重芃. 玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法流程[J]. 岩矿测试, 2014, 33(5): 640-648.
引用本文: 张利国, 段桂玲, 杨红梅, 杨梅, 谭娟娟, 段瑞春, 邱啸飞, 刘重芃. 玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法流程[J]. 岩矿测试, 2014, 33(5): 640-648.
ZHANG Li-guo, DUAN Gui-ling, YANG Hong-mei, YANG Mei, TAN Juan-juan, DUAN Rui-chun, QIU Xiao-fei, LIU Chong-peng. Procedure for Sm-Nd Internal Isochron Dating Method on Basalt by Phase Separation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(5): 640-648.
Citation: ZHANG Li-guo, DUAN Gui-ling, YANG Hong-mei, YANG Mei, TAN Juan-juan, DUAN Rui-chun, QIU Xiao-fei, LIU Chong-peng. Procedure for Sm-Nd Internal Isochron Dating Method on Basalt by Phase Separation[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(5): 640-648.

玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法流程

  • 基金项目: 中国地质大调查项目(1212011120272, 1212011121102)
详细信息
    作者简介: 张利国, 工程师, 分析化学专业, 主要从事Sm-Nd同位素研究.E-mail: whzliguo@163.com
  • 中图分类号: P588.145;P597.3

Procedure for Sm-Nd Internal Isochron Dating Method on Basalt by Phase Separation

  • 长期以来,对玄武岩精确测年一直是困扰地质学家的重大科学问题。玄武岩结构和组成特殊,岩石中矿物组成单一、锆石十分稀少,颗粒很细,采用物理方法挑选单矿物和锆石十分困难,很难应用内部等时线法和锆石U-Pb法研究其成岩时代。而全岩样品间因岩浆分异产生的147Sm/144Nd比值差别很小,等时线年龄相对误差较大;Rb含量很低,Rb/Sr比值很小,全岩Sm-Nd法、Rb-Sr法常常不能给出正确可信的年龄。根据内部等时线法原理,本文通过化学方法,采用王水和氢氟酸-硝酸对玄武岩样品进行分步溶解,分别对同一件样品的王水溶解相、王水不溶相和全岩开展Sm-Nd同位素组成分析。结果表明:通过不同酸介质分步溶解,可提取玄武岩中石英、透辉石、长石等矿物组合,该组合与其全岩具有相同的εNdt)和一致的Nd同位素模式年龄;矿物与全岩构筑的内部等时线中,147Sm/144Nd比值的变化由全岩之间的0.005扩大到0.11,143Nd/144Nd值的变化由全岩的0.512500~0.512547扩大到0.512500~0.513145。通过该方法获得了与已有锆石U-Pb年龄在误差范围内一致的Sm-Nd等时线年龄:t=(991±21)Ma(MSWD=2.1)。通过对比研究,本文认为:玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法,适用于前寒武纪及更古老的玄武岩样品的年龄测定。该方法的建立不仅有效提高玄武岩Sm-Nd等时线定年成功率,也为其他隐晶质且不易挑出单矿物样品的年龄测定提供了新的思路。

  • 加载中
  • 图 1  玄武岩王水不溶相和全岩粉晶衍射分析图谱

    Figure 1. 

    图 2  玄武岩分相Sm-Nd等时线

    Figure 2. 

    图 3  JMC标准溶液测定结果

    Figure 3. 

    图 4  EQB分相等时线图

    Figure 4. 

    表 1  静态多接收质谱仪(TRITON)杯结构

    Table 1.  Cup structure of the static multi-collectors mass spectrometer (TRITON)

    杯位置 质量数 同位素 杯位置 质量数 同位素
    L3 142 142Ce+142Nd H1 146 146Nd
    L2 143 143Nd H2 147 147Sm
    L1 144 144Nd+144Sm H3149 149Sm
    C 145 145Nd
    下载: 导出CSV

    表 2  玄武岩王水不溶相及全岩X射线粉晶衍射半定量分析结果

    Table 2.  Semi-quantitive results of X-ray powder diffraction analysis of the insoluble phase in aqua regia and whole-rock basalt

    样品 对应图 1的序号 矿物含量(%)
    石英 透辉石 长石 绿泥石 高岭石
    EQB(王水不溶相) A1 32 49 19 0 0
    SNJ27(王水不溶相) B1 16 73 11 0 0
    SNJ29(王水不溶相) C1 44 37 19 0 0
    SNJ35(王水不溶相) D1 34 44 22 0 0
    EQB(全岩) A2 20 56 19 0 5
    SNJ27(全岩) B2 12 45 8 35 0
    SNJ29(全岩) C2 27 33 15 25 0
    SNJ35(全岩) D2 22 32 21 20 5
    下载: 导出CSV

    表 3  玄武岩样品及BCR-2标样的Sm-Nd同位素分析结果

    Table 3.  The Sm-Nd isotopic composition of basalt powder and BCR-2 standard samples dissolved with different acid media

    样号 类型 147Sm/144Nd 143Nd/144Nd(±2σ) tDM(Ga) 2DMt(Ga) Ndε(t)
    SNJ25-1f 王水不溶相 0.2452 0.513132±13 -0.09 1.43 2.81
    SNJ 25-2f 王水不溶相 0.2472 0.513145±20 -0.02 1.43 2.79
    SNJ 35-1f 王水不溶相 0.2666 0.513254±15 0.30 1.47 2.18
    SNJ 35-2f 王水不溶相 0.2692 0.513264±21 0.31 1.49 2.01
    SNJ 25 全岩 0.1516 0.512520±9 1.54 1.34 4.08
    SNJ 25s 全岩 0.1521 0.512522±9 1.55 1.35 3.99
    SNJ 35 全岩 0.1545 0.512547±7 1.55 1.34 4.18
    SNJ 27 全岩 0.1568 0.512534±8 1.65 1.38 3.60
    SNJ 29 全岩 0.1516 0.512504±12 1.58 1.37 3.75
    SNJ07-26-1 全岩* 0.1548 0.512525±2 1.61 1.37 3.7
    SNJ07-26-2 全岩* 0.1538 0.512500±1 1.65 1.39 3.4
    SNJ 25-1c 王水可溶相 0.1466 0.512486±13 1.51 1.29 3.33
    SNJ 25-2c 王水可溶相 0.1471 0.512483±13 1.52 1.30 3.21
    SNJ 35-1c 王水可溶相 0.1509 0.512511±9 1.55 1.30 3.26
    SNJ 35-2c 王水可溶相 0.1500 0.512519±12 1.51 1.31 3.13
    EQB 全岩 0.1210 0.512509±6 1.05 0.910
    EQB-c 王水可溶相 0.1161 0.512501±10 1.01 0.91 0.003
    EQB-c 王水可溶相 0.1160 0.512501±9 1.01 0.92 0.007
    EQB-f 王水不溶相 0.1440 0.512548±8 1.31 0.75 0.013
    EQB-f 王水不溶相 0.1422 0.512544±10 1.29 0.72 -0.04
    BCR-2 标准推荐值 0.1382 0.512636±2** 1.04 0.76 1.08
    BCR-2本文测定值 0.1376 0.512633±4 1.04 0.73 1.15
    BCR-2-1c 王水可溶相 0.1306 0.512620±7 0.97 0.76 0.91
    BCR-2-2c 王水可溶相 0.1311 0.512641±2 0.94 0.76 1.31
    BCR-2-1f 王水不溶相 0.1534 0.512637±12 1.30 1.11 0.81
    BCR-2-2f 王水不溶相 0.1550 0.512644±14 1.31 1.12 0.92
    *snj07-26-1值引自文献[24];**BCR-2值引自GeoRem (http://georem.mpch-mainz.gwdg.de),其147Sm/144Nd值根据Sm、Nd浓度为计算得出。tDM年龄采用文献[25]线性模式计算,t2DM年龄采用李献华等[26]两阶段模式计算。
    下载: 导出CSV

    表 4  143Nd/144Nd值测定时144Sm干扰监控值

    Table 4.  143Nd/144Nd values determined with 144Sm disturbance monitoring

    扫描次数 145Nd/144Nd 143Nd/144Nd 142Nd/144Nd 147Sm/144Nd
    1 0.348494 0.512494 1.18694 2.06673×10-5
    2 0.348448 0.52464 1.17460 -2.38687×10-6
    3 0.348457 0.512523 1.17036 1.22418×10-5
    4 0.348441 0.512551 1.16671 6.49628×10-5
    5 0.348457 0.512536 1.16378 1.23097×10-5
    6 0.348446 0.512468 1.16127 1.45124×10-5
    7 0.348440 0.512564 1.15936 8.56490×10-6
    8 0.348452 0.512519 1.15771 1.43829×10-5
    9 0.348424 0.512496 1.15629 1.44144×10-6
    10 0.348451 0.512520 1.15491 2.77971×10-6
    11 0.348432 0.512567 1.15401 1.37760×10-6
    12 0.348436 0.512564 1.15304 9.42705×10-6
    13 0.348430 0.512509 1.15222 1.96576×10-5
    14 0.348412 0.512510 1.15137 2.12260×10-5
    平均值 0.348440 0.512520 1.15966 1.01927×10-5
    下载: 导出CSV
  • [1]

    [2]

    doi: 10.1016/j.jog.2006.09.016

    [3]

    doi: 10.1016/j.chemgeo.2009.03.010

    [4]

    [5]

    Pearce J A. Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins[C]// Hawkesworth, Norry. Continental Basalts and Mantle Xenoliths. Nantwich: Shiva, 1983: 230-249.

    [6]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXJZ200205010.htm

    [7]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200805004.htm

    [8]

    http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10674-2007124994.htm

    [9]

    [10]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KCDZ200905016.htm

    [11]

    doi: 10.1016/j.jvolgeores.2006.12.004

    [12]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JXJC201305176.htm

    [13]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200603006.htm

    [14]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP200605017.htm

    [15]

    Farmer G L, DePaolo D J. Source of hydrothermal com-ponents: Heavy Isotopes[M]//Barnes H L. Geochemistry of Hydrothermalre Deposits (Third Edition). New Jersey: John Wiley & Sons, 1997: 31-41.

    [16]

    [17]

    [18]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX198901004.htm

    [19]

    doi: 10.1016/0012-821X(77)90131-5

    [20]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX200504009.htm

    [21]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX200902011.htm

    [22]

    doi: 10.1016/S0012-821X(01)00608-2

    [23]

    doi: 10.2747/0020-6814.46.3.226

    [24]

    doi: 10.1016/j.precamres.2011.09.011

    [25]

    [26]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX199103006.htm

    [27]

    [28]

    Ludwig K R. Isoplot/Ex, rev. 2. 49. A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel[M]. Berkeley Geochronology Center, 2001: 56.

    [29]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB199212016.htm

    [30]

    doi: 10.2113/gsecongeo.89.5.1192

    [31]

    doi: 10.1016/S0009-2541(01)00290-X

    [32]

    doi: 10.3321/j.issn:0023-074X.2002.10.014

    [33]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB200304020.htm

    [34]

    doi: 10.1016/S0009-2541(00)00198-4

    [35]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FXHX200701018.htm

    [36]

    doi: 10.1016/0012-821X(77)90100-5

  • 加载中

(4)

(4)

计量
  • 文章访问数:  715
  • PDF下载数:  4
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2013-12-04
修回日期:  2014-07-15
录用日期:  2014-07-20
刊出日期:  2014-05-25

目录