利用流体包裹体40Ar/39Ar地质年代学限制造山系统的变形时机与同运动期电气石的关系

《Geochimica et Cosmochimica Acta》：Constraining deformation timing of orogenic systems by fluid inclusion 40Ar/39Ar geochronology of syn-kinematic tourmaline

　　

明晓|白秀娟|张万锋|邱焕宁|杰雷米·索尔德纳|段文勇|陈明|韩政|徐康|吴阳|赵国春

摘要

确定离散变形事件的年代对于重建造山历史至关重要，但往往会受到多期构造活动、热重置以及缺乏合适地质计时方法的阻碍。本研究探讨了将⁴⁰Ar/³⁹Ar地质计时法应用于同运动期电气石中的流体包裹体的可行性，这种电气石是一种在化学和热稳定性方面表现优异的硼硅酸盐矿物。我们系统地对比了中国阿尔泰地区白花岗岩岩脉及石英脉中电气石的⁴⁰Ar/³⁹Ar逐步压碎法和逐步加热法测定结果，这些岩石形成于中国阿尔泰-准噶尔弧汇聚阶段（即D3阶段）。对于那些平行于D3褶皱轴面定向的电气石样本、在D3期白花岗岩岩脉中随机定向的电气石样本，以及作为晚D3期石英脉中未变形晶体的电气石样本，其原生流体包裹体分别给出了322百万年、274百万年和261百万年的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄。这些年龄与区域构造框架相吻合，能够精确限定D3期重构造作用的起始时间、熔融高峰期以及结束时间。相比之下，传统的电气石颗粒逐步加热法及压碎后的电气石粉末测定法可能会因非放射性氩元素的污染或与次生来源的混合而产生误差，导致结果与地质事实不符。我们的研究结果证实，将⁴⁰Ar/³⁹Ar逐步压碎法应用于同运动期电气石中的流体包裹体，是一种可靠的地质计时方法，可用于确定变形发生的时刻。与反映更广泛岩浆历史的副矿物U-Pb定年法相比，基于电气石流体包裹体得到的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄能更灵敏地记录离散变形事件。这种方法避免了过量氩元素和热重置带来的问题，为确定流体驱动的变形过程以及了解重构造地壳的演化历程提供了直接依据。