沉积岩中自生磷钇矿SHRIMP U-Pb年代学研究- - 以长城系常州沟组为例

沉积岩定年是一世界难题，近年来对沉积岩中自生磷钇矿进行SHRIMP U-Pb定年的成功，为准确限定沉积岩的沉积成岩作用时代提供了很好的范例，但是国内还未见相关方法实际研究的报道。磷钇矿的SHRIMP U-Pb定年与锆石的SHRIMP U-Pb定年无论是在样品的制备，还是在数据信号的采集、最终数据的处理方面都有很大不同。我们在近年来国际上有关磷钇矿SHRIMP U-Pb定年成功经验的基础上，对以上三个方面都有自己的设计方案及创新。对长城系常州沟组中的自生磷钇矿进行SHRIMP U-Pb定年，既是一种技术方法的突破，同样具有重要的地质科学意义。对于促进国际间相关研究的交流与合作，探讨相关方法以及相关地层的国际对比有极其重要的意义。

近年来对沉积岩中自生磷钇矿进行SHRIMP U-Pb测年的成功，为准确限定沉积岩的沉积成岩作用时代提供了很好的范例，由于磷钇矿形成之后对U-Pb体系具很好的封闭性，且具有很强的抗蜕晶质化的能力，使得这一方法得到了广泛的应用并已经获得了很多精确的谐合U-Pb年龄。国内近年来有关沉积岩中自生磷钇矿发现的报道为磷钇矿SHRIMP U-Pb测年方法的开展提供了线索和提出了要求。磷钇矿是钇的磷酸盐矿物，其所含普通Pb低，U含量较高，结构与锆石的结构是等型的，在锆石中可以固熔体的形式出现，物理、化学性质稳定，能很好地保存放射性Pb，非常适于U-Pb定年。.常州沟组中发现的磷钇矿产出在粉砂质页岩中，岩石薄片显微镜观察显示，粉砂质页岩微层和细砂微层互层，无明显的变质变形；磷钇矿以不规则或者三角形生长在碎屑锆石的边部。对北京十三陵地区出露的元古界常州沟组粉砂质页岩进行不同粒度的分选，按照粒度制作样品靶，通过背散射图像和激光拉曼方法从中寻找碎屑锆石边缘生长出的磷钇矿颗粒。对长城系常州沟组中寻找到的碎屑锆石边缘生长出的磷钇矿进行了SHRIMP U-Pb定年工作，6个有效点的加权平均年龄为1363±25 Ma，代表了后期岩浆热事件的时代。.对北京昌平地区串岭沟组下部层位粉砂质泥岩中的矿物进行了详细的能谱分析，发现了独居石颗粒，同时还发现了金红石颗粒。独居石最大粒径88微米，金红石最大粒径20微米。背散射图像显示独居石边缘不平整，形状不规则，呈现出“鱼形”、“鸟形”、“花形”、“虫形”等各种形状；金红石则呈串珠状分布。大量的观察发现独居石和金红石绝大多数都分布在石英脉或赤铁矿细脉里，远离脉的地方几乎没有独居石和金红石的分布。对独居石进行初步的SHRIMP U-Pb原位定年，获得了约152Ma的年龄数据，表明这些独居石颗粒并非成岩期形成，而为次生独居石，其形成与后期的热液事件有关。