韧性剪切中黑云母及钾长石Ar的扩散及其对热年代学的影响——以医巫闾山眼球状长石残斑40Ar/39Ar年代学研究为例

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亚洲大陆东北部晚中生代发生了大规模的地壳伸展运动。这一过程中形成的大量变质核杂岩成为我们了解整个地壳伸展活动机制很好的素材。围绕变质核杂岩出现的韧性剪切带糜棱岩形成时代的确定是我们建立整个构造活动年代学格架的关键。糜棱岩变形过程的复杂性导致40Ar/39Ar同位素体系受扰动,很难获得精确的年代学结果。本文针对这一问题,以辽宁医巫闾山变质核杂岩西北部的韧性剪切带为例,选取其中的长石残斑进行了详细的40Ar/39Ar年代学工作,并从Ar在不同矿物中扩散性质入手,详细分析了这些数据的热年代学意义。  结果显示,围绕长石残斑,变形程度对Ar同位素的影响存在差异,在长石矿物压力影部位的黑云母更倾向于保存较老的年龄,主要剪切面上的黑云母则年龄更低;围绕着残斑的黑云母和长英质矿物互层中,越接近残斑的黑云母年龄越老。结果表明变形机制对剪切带矿物的年龄存在很大影响,在对剪切带矿物进行定年过程中需要格外注意取样位置的选择。  钾长石反等时线年龄表明样品的形成时代约为120Ma,后期在约112Ma左右受脆性变形影响对其同位素体系造成扰动。受变质变形影响,黑云母表现出比钾长石更为复杂的Ar扩散机制,年龄谱以及反等时线均无法很好给出可靠的年龄,仅有与钾长石相邻的黑云母给出了119.2±0.7Ma的全熔年龄。在研究了矿物年龄特征后,对定年结果进行了部分丢失模拟、多重扩散域模拟以及渐近线限制方法对其热年代学信息进行了分析。渐进线方法显示样品很可能在不老于~120Ma、~117Ma、~107Ma以及~90Ma发生了四次热事件;部分丢失模拟结果显示,假设长石残斑形成于127Ma或120Ma,并且在约90Ma时经历了一次较为短暂的热事件,造成钾长石以及黑云母中Ar的部分丢失的情况下,均获得了较好的结果。钾长石多重扩散域模拟显示该样品在120-110Ma左右经历了一次快速冷却事件。反映了该地区有着复杂的地质构造活动过程。
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