王瑜 周丽云：脆性断层定年新方法——应变与Ar同位素体系扩散

发布时间：2020-11-18     作者：[科学研究院]    阅读：64次

　　构造地质学的研究对象是空间、时间和性质，其中时间的研究是国际地学界的一个难点，更是国际构造地质界发展的一个瓶颈。构造事件的精细时间测定是建立构造过程的重要环节，也是构造形成机制探讨的必要前提。断层活动是大陆内部重要的变形样式，也是与人类生存环境密切相关的地质事件。如何真正意义上获得断层活动时间成为了构造地质学界最关心的问题。

　　我校Ar-Ar年代实验室王瑜、周丽云等从中国东部典型的高角度正断层、走滑断层以及变质核杂岩的断层中选取了富含碎裂化钾长石的断层角砾岩、碎裂岩，通过细致的野外考察以及室内显微结构、碎裂化钾长石的矿物、晶体结构及成分变化等精细实验分析基础上，应用Ar-Ar阶段加热进行年代分析，确定断层面上碎裂化钾长石的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄可以代表断层的形成时间，这一成果在变形年代的发展中获得了重大突破：

　　1．建立了以碎裂化钾长石（Cataclastic K-feldspar）为特征的脆性断层定年方法及流程：构造变形、岩石学、矿物学、矿物晶体结构和成分变化分析，⁴⁰Ar/³⁹Ar年代测定及特定的实验流程、以及在测年数据基础上的进一步热模拟计算，从而直接获取脆性断层的形成时间。

　　2．建立了应变(Strain)与Ar同位素体系扩散的实验及理论基础：探索和解决变形年代的测定、变形年代中的同位素扩散机理等的理论，突破了以封闭温度理论为基础的冷却年龄的解释。亦即应变条件下的同位素体系扩散(Diffusion)和衰变-再积累(Decay-cumulative)并不受制于温度的变化。

　　3. 提供了典型构造带脆性断层的活动时间，进一步约束并细化了中国东部多期次变形的形成时间。

　　断裂带直接定年的研究对关键的、重要的构造（带）的形成和演化具有很好的制约作用，这些方法和理论上的提高是全球典型构造或断裂带变形时间，以及重要的大陆叠加构造时-空变化研究的基础和前提。

　　上述成果发表在构造地质学期刊《Journal of Structural Geology》上： Yu Wang*, Liyun Zhou, Horst Zwingmann, Ching-hua Lo, Guowu Li, Jinhua Hao (2020).  ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of cataclastic K-feldspar: A new approach for establishing the chronology of brittle deformation. Journal of Structural Geology 131, 103948 [IF=2.836]