玄武岩分相Sm-Nd内部等时线定年方法流程

摘要

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147 Sm/144 Nd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εNd(t)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,147 Sm/144 Nd比值的变化由全岩之间的0.005扩大到0.11,143 Nd/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.