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1、金伯利岩及有关岩石放射性测定年龄方法总结?! #%。侧过年龄的大多数产地的金伯利 岩 及有关岩石为休罗纪和白圣纪,不过 有几次金伯利岩岩装作用也发 生在约6 7。、8?等.89 8/、2,?+?和;?.899/。枷惚法金云母法金云母存在于许多金伯利岩,特别是含云母 的第五组金伯利岩中。一般有两种不同类型的云母,即细粒基质金云母,粗粒的斑晶和或捕虏晶金云母。后两种云母.这里统称为粗晶云母/由于颗粒大,普通惚含量低,012比值高,测年较为容易。大颗粒云母 的分离和清洗比基质云母容易,而且粗晶云母趋于含较低的普通银,因此,富放射成因钮,如雅吉斯方坦云母.图8/”。一般来说,应用粗晶云母的一个分析数据
2、获得的模式年龄,对于确定侵位年龄就足够了。反之,基质云母 的01 2和”96以“2 比值低,需要对几个样品进行等时线处理。尽管云母的0 1一2测年法相对简单可靠,但金伯利岩中蚀变云母和或污染物的存 在可能是一个复杂因素,在贝纳德普雷斯地球物理研究所进行的反复详细的研究中,发现某些金伯利岩的结果以数据点在等时线图上过于分散为特征.如里特方坦金伯利岩,图。3 9?#3? 5。 9。 了。9 5。59。;9 ?# 宁。 ; 。3仑 #3#505#!。!0 5。00; 。3。33? ?,39。9;。;9。马0!石! 9。3; !。;?。33。? 3!;。35? ? 3。9 03。? 0!?3。? 09
3、 3。3!0 53。9?9?!5 9 ? 3。9 ?! 95 3。?9;53。9 5 ?05 3。9 9; #甘产禅工而8 几曰8, 儿八门甘8八仆,8月#85 30 #淋滤.分钟,!#淋雄 ;小时,”公比值的误 差 为 平均值的标准 误 差,是通过53 3一 。个独立测 量效据计算出来的。#5的空白误差适用于习9+吕#比等时线或假等时线的计算中。0之产8两万碗了一一一一一8 一一勺尸? 丁 心示 出过剩 现象,但一9 77图 7 7=7 5 55? 一丽皿90 1二压 护一劝?=7马克加延金云母样品01一2等时线图.据),86/7?公 7回归线的初始2比约为。98 77。圆圈表示未淋滤样品,
4、黑圆点表示淋滤8 7 分钟样品,黑方块表示 淋滤8 小时样品。7泞77 ?97了2州0妞争。宁 77 ? 拍77。宁公?吸1 ? 28 70 12, 之。 九产尸。 图里特方坦金云母粗 晶.未 淋滤/ 等时线图.据2元,等,8 6/空圈数据未参与国归分析,样品!、)、 和7 ? 9切是 碳酸岩。7 ? 9伪一贪一打代护代护嘴厂瑞“丫取 气为 7 3一!和! 一!法虽然!损失是一个严重 的问题.尤其是对蚀变样品/,但金伯利岩全岩和云母的3一!测年仍是可行的。 ?;等. 9 6/已应用全岩和云母3一!法成功地测定了开普省南部许多黄长玄武岩的年龄。堪“! #。!分步加热法提供了一种监测!损失的方法,
5、已用来测定金伯利岩中云母的年龄.图9/。然而,它也同云母01一2法测定年龄一样,云母颗粒必须特别新鲜,没有包裹体或包裹体必须与云母同生。!#%和0呈?.8 6/以及2王,等.866/根据两项不同的研究提出,最可靠的结果是从基质云母获得舰尽管捕获晶.巨晶/普遍显图6奥尔德列波 德希尔.西澳大利亚/01一2等时线图.据! #% %等,8 66/金云母用空心回圈 表示,金云母淋滤液用 黑方块表示,单斜辉石用空 心方块表示。铀一铅测年法金伯利岩中的错石从金伯利岩及有关岩石中回收的错石,被认为是深部地慢成因。错石非常稀少,其产出率甚至比金刚石还小。但是,由于其密度高和其他特性,它们常与金刚石一起富集,所
6、以常常能获得适合于分析的错石。因此,南部非洲、巴西、坦桑尼亚和苏联 的许多金伯利岩及有关?书吕了2全, 2。韶7?97龄司 6?9 土?:;7?笼8扭 = !山尸亡8 ! 8认一= )全岩3和38 7 97“护图=18莎8与扣新埃兰德未经淋滤的云母和某些全岩的等时线图.据2+,等,866/空 圈未参加回归分析。!和)可能舍有少量老的非平衡的黑 云母污染物。是型 基质云母单矿物的分析。如果样品8 8!和88参加回归 分析,年 龄值不变,但回归线是一条假等时线岩石都是用传统的4一 _九测定的。?#和2 呈,.8 /以及2呈,等.未刊/指出,可以通过钙钦矿的4一? #和2全, +.8 /选择普雷米尔
7、矿山作为试点,对全岩和部分矿物分析的结合进行了研究.图/。这个大岩管插入布什维尔德火成杂岩体的苏长岩中含有沃特堡沉积岩捕虏体。因此,它一定比8 7 7:;更年轻。其最小的年龄是由切过岩管的辉长 岩床 提供的,通过01一2法测定,这个岩床的年龄约为8877:;。附近的纳申尔岩管已通过云母0 152 法作了可靠的年龄测定,约为8 87:;。在普雷米尔地区,发现有三种类型金伯利岩,3 ;?犷#和2生, +.86 6/处理了各种手标本和岩心样。岩心样作全岩分析,部分进行矿物分选,剩下的其余样品仅作全岩分析。通过磁选后,从 77户粒级的重矿物中选出娜?、娜 够钦矿和 硫化物。通过所分选的矿物和全岩的么
8、。 “,表明放射成因铅在部分矿物中有所损失,或者含硫化物的部分矿物有铅的加入。但是,“。 9,那么3;?#和2赶.8 /指出这个斜率可能相对保持不变,并且+ :;这个年龄应当接近于普雷米尔的真实年龄。全岩资料3 ;? #和2,.8 6/还表明,在理想的条件下,全岩4一? #和2 针在研究雅格斯方坦的样品时发现,即使某些含非放射成因铅的样品发生了强烈的蚀变,但它们对视年龄也没有什么影响。抓巧忿公?巧尸尸产8璐士9:;此 ?,_等.86/认识到这是由于错石蚀刻不完全造成的。这与辐射损伤水平低有关。表明这一点的下列事实裂变径迹密度与视年龄的不一致性密切相关。裂变径迹密度越高.亦即辐射损伤水平越高/,
9、与独立年龄的不一致性越就低。?; ? ,等.8 /对多种非洲金伯利岩进行了研究 后发现,通过相对过量地蚀刻错石,可基本消除这种不一致性。表列 出了博茨瓦纳雅瓦尼金伯利岩中错石的裂变径迹年龄。所得视年龄为 7=土2:。,比用金云母01一2 法和错石4一约低8 。造成这种不一致的原因还不清楚,但可能涉及到残留的裂变径迹 的分析问题,或者受该区晚期卡鲁火山作用 的非常轻微的干扰。这种错石的裂变径迹显示 出某种缩短的现象,其平均长度为 ?6户,而新诱发的错石裂变径迹的平均长度约为8 8? 拼。上述原因都可以解释这种现象,说明对视年龄向上修正约,到 6士8 6:;则可与其他方法拍功时州一那闹与山曰山 一
10、占 一击山 口67口公普雷米 尔矿山全岩和单矿物样品的空,?#和2 +,8 /#忍图圆圈表示 全岩,方块表示钙钦矿和一些硫化物构成的矿物组。金伯利岩的裂变径迹测年法同其他方法一样,用裂变径迹测年法测定金伯利岩及有关岩石的年龄并不总是简单的。就金伯利岩本身来说,该方法主要是使用错石。而摘石通常在金伯利岩基质中呈颗粒粗大.直所得的年龄一致。原则上,金伯利岩中江有其他矿物可用于裂变径迹年龄测定,这包括磷灰石、钙钦矿、硅错钙钾石和柱红石。然而,金伯利岩中的磷灰石一般不适用于裂变径迹分析,原因是其具细小针状特性、含铀量低和干扰位错密度高等。钙钦矿虽然常呈细小粒状,但它具 较高的铀含量,仍有应用的潜力。到
11、目前为止,还未用钙钦矿来测定裂变径迹年龄,主要的实际困难是缺少合适的蚀刻剂来揭示裂变径迹。另一个用裂变径迹测定金伯利岩年龄的途径,是研究侵入体对侵位过程中捕获的地壳或地慢捕虏体的热效应。) 呈 和; ? #?.898/测定了花岗岩捕虏体中磷灰石的年龄,以 推断堪萨斯州里列县金伯利岩的侵位年龄。; ?# ? .8 98 /还用这种方法研究了科罗拉多高原四角区纳瓦约,霍皮火山道中的捕虏体。在火山道侵位过程中,这些岩石的不同矿物的裂变径迹年龄发生了不同程度的调整。发现,从不同矿物所得的分散的年龄数据中,只有最年轻的年龄数据接近侵位的年龄,而有些矿物则保持着先前历史的径 迹。同样 地,?。和;#. 9
12、6/应用深部镁铁质捕虏体的檐石的裂变径迹年龄,确定了澳大利亚东部卡鲁内拉金伯利岩角砾岩筒的侵位年龄。这样一种方法,对于提供从深部.那里温度太高,在矿物中裂变径迹不能保存/带来的样品的年龄是有效的。一个相关的步骤是测定围岩的裂变径迹年龄。与金伯利岩侵入体接触 的围岩的裂变径迹年龄已经发生了重调。? ;。二.89/侧定了西拉列昂地区科伊杜小金伯利岩墙接触的花岗岩中磷灰石 和檐石的年龄。这种环境中的磷灰石由于岩墙的作用已发生完全的重调,虽然接触带 中的檐石显示出部分年龄重调的梯度,即介于磷灰石年龄与原来的围岩檐石年龄 之间。这种方法最近还被用来测定澳大 利亚 西北部奥尔德列波德希尔钾镁煌斑岩岩颈接触
13、带 7范围内的花岗岩中错石的年龄,得出的平均年龄为 ?=士 ?:;。裂变径迹测年法的优越性是不受围岩蚀变的影响,出露于地表 的样品也 可以采用。熟而,也存在一些问题,如满意地蚀刻错石径迹有困难,径迹也存在由于后期热事件而消失的可能性,尤其是磷灰石的径迹,只有在 低于87 7的地质时期才是稳定的。这样,裂 变径迹视年龄可能不一定代表真实的侵位年龄。另一个潜在的问题涉及上地壳矿物和捕虏体进入火山道。它们可能没有得到充分加热,从 而在侵位时消除先有的所有径迹。关于样品来源 的评论金伯利岩及有关岩石是典型的杂岩侵入体,一般含有一定量的地馒或地壳成因的捕虏体物质。这些捕虏物的存在导致显著的污染,从而带进
14、如云母、错石和磷灰石这样的矿物,其年龄和同位素 特征与金伯利岩无关。因此,这些矿物或含有这类矿物的复合矿物的分析就会产生假 的年龄值。然而,原始的金伯利岩岩浆是在温度接近877时侵入的,因此可以 预计某些捕虏体物质的伺位素系统.“同位素钟”/在这种温度下可能发生重调,因而产生正确的侵位年龄。所以,通过研究金伯利岩及有关岩石的构造和特征,? 有可能从侵入体的某些部分,特别是具有半深成.岩浆的/金伯利岩特征的高温根部带获得更可靠的年龄。金伯利岩的研究表明,火山口和火山道相中的捕虏体儿乎没有显示出热效应的证据,如多科瓦 约金伯利岩中的煤。岩管这部分的侵位基本上是一种“冷”过程,而从火山道的底部向下进
15、入半深成根部带温度才越 来 越高。因此,同位素系统的重 调最可能发生在根部带。半深成物质,甚至外来的云母、错石等碎块,也可能得到真实的侵位年龄。在这方面发现,从半深成金伯利岩可以得到最一致、重现性最高的01一2云母年龄。相反,从火山道相云 母却得到了异常高的年龄或变化范围。总之,无论选择哪种可能的物质进行年龄测定,尤其是云母.0 1一2 法/以及错石和磷灰石.裂变径迹法/都应从半深成金伯利岩中?详净分选。更进一步的理由是,这种较硬的半深成金伯利岩.或类似的岩石类型/,与较软且易碎的火山道或火山口相岩石相比,更不易受地下水的渗透和蚀变的影响。放射性测量数据的比较在任何地质年代学的研究中,采用多种放射性测量方法来确定一个岩套或侵入体的年龄数据是有利 的。这一点对于金伯利岩及有关岩石特别重要。尽管本文前面已经表明,由于所研究侵入体的新鲜程度、暴露水平、矿物学特征等的限制,只有一种适用的矿物种属,因此可能只有一种方法能得到可 靠的年龄。例如,钙镁橄榄石,一组金伯利岩中只有钙钦矿适合于测定年龄。许多金 伯利岩含有少量.如果有的话
