40Ar/39Ar定年礦物絹云母的提純研究

張彥

(自然資源部深地動力學(xué)重點實驗室， 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所， 北京 100037)

在許多礦床的近礦蝕變巖石中，廣泛分布著淺色細鱗片狀的絹云母。絹云母化與成礦的熱液-交代作用的最早階段有關(guān)，因此絹云母的40Ar/39Ar年齡可以大致代表同期成礦的礦石的成礦年齡，是研究礦床形成年齡的重要手段[1-13]。40Ar/39Ar測年法不僅要求待測樣品的純度高，粒度也不能太細，因為該方法需要將含鉀礦物在核反應(yīng)堆中用熱快中子照射，將39K變成39Ar，在照射過程中，由于產(chǎn)生的39Ar原子得到中子傳遞的動能會在礦物結(jié)構(gòu)中發(fā)生位移[14-31]，位移距離的理論估算值為0.08μm[15]，這種現(xiàn)象稱之為核反沖效應(yīng)。這種核反沖效應(yīng)會導(dǎo)致礦物顆粒邊緣產(chǎn)生的一部分39Ar位移到顆粒以外，稱之為核反沖丟失，導(dǎo)致丟失39Ar部分的顆粒邊緣(對應(yīng)低溫階段放出的氣體)的年齡會偏老(假定顆粒邊緣的40Ar沒有丟失)，因此40Ar/39Ar測年法通常要求待測樣品的粒度為40～60目(380～250μm)或60～80目(250～180μm)，以保證顆粒內(nèi)部(對應(yīng)中高溫階段放出的氣體)的39Ar原子不會因為核反沖效應(yīng)而移出顆粒以外。然而，由于絹云母鱗片粒度很小(粒度一般小于110μm，其主要部分的粒度小于30μm)，而且絹云母與石英、碳酸鹽、硫化物以及被絹云母交代的長石殘余非常緊密地交生在一起，使得絹云母在單礦物分離時存在著很大的困難。現(xiàn)有的分離提純方法得到的絹云母純度高低不等，大部分都含有微斜長石。如本研究的X射線衍射定量分析結(jié)果表明微斜長石的含量在0～45%之間，當(dāng)微斜長石的含量相對于絹云母的含量超過10%時，會影響測年的準(zhǔn)確性。……