南京大学同位素地质学-07Lu-Hf同位素年代学-1

２０２３／０３９（０３）：０６８９ ０７００ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．０４龚庭楠，杜瑾雪，张立飞等．２０２３．新疆西南天山榴辉岩高压 超高压峰期变质作用时代：Ｌｕ Ｈｆ同位素年代学证据．岩石学报，３９（０３）：６８９－７００，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０３．０４新疆西南天山榴辉岩高压 超高压峰期变质作用时代：Ｌｕ Ｈｆ同位素年代学证据龚庭楠１　杜瑾雪１ 张立飞２　沈晓洁２ＧＯＮＧＴｉｎｇＮａｎ１，ＤＵＪｉｎＸｕｅ１ ，ＺＨＡＮＧＬｉＦｅｉ２ａｎｄＳＨＥＮＸｉａｏＪｉｅ２１ 中国地质大学地球科学与资源学院，北京　１０００８３２ 造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京大学地球与空间科学学院，北京　１００８７１１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ２ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｒｏｇｅｎｉｃＢｅｌｔｓａｎｄＣｒｕｓｔａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＭＯＥ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈａｎｄＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ２０２２ ０６ ０３收稿，２０２２ １２ １９改回ＧｏｎｇＴＮ，ＤｕＪＸ，ＺｈａｎｇＬＦａｎｄＳｈｅｎＸＪ ２０２３ ＡｇｅｓｏｆｐｅａｋＨＰ ＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｏｆｅｃｌｏｇｉｔｅｓｆｒｏｍＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎ：ＥｖｉｄｅｎｃｅｆｒｏｍＬｕ Ｈｆｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（３）：６８９－７００，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０３．０４Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｂｌｕｅｓｃｈｉｓｔ ｅｃｌｏｇｉｔｅｂｅｌｔｉｎＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｒａｒｅｌｙｅｘｐｏｓｅｄｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓｏｆｕｌｔｒａｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＵＨＰ）ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｓｕｂｄｕｃｔｅｄｏｃｅａｎｉｃｃｒｕｓｔｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｎｕｍｅｒｏｕｓｉｓｏｔｏｐｅｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｓｔｕｄｉｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｏｃｃｕｒｒｅｄａｔｔｈｅＣａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅａｇｅｏｆｐｅａｋｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎｔｈｉｓｂｅｌｔ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ，ｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｐｒｅｃｉｓｅｌｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，Ｌｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｄｅｔａｉｌｅｄｐｅｔｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｕｄｙａｎｄｐｈａｓｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉａｍｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒｔｙｐｉｃａｌｐａｒａｇｏｎｉｔｅ ｚｏｉｓｉｔｅｅｃｌｏｇｉｔｅｓ（ｓａｍｐｌｅｓ２１１ ３ａｎｄＨ７６ １０） ＰｈａｓｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉａｍｏｄｅｌｉｎｇｒｅｖｅａｌｓｔｈａｔｇａｒｎｅｔｓｉｎｂｏｔｈｓａｍｐｌｅｓｒｅｃｏｒｄＰ Ｔｐａｔｈｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｅａｔｉｎｇｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓａｍｐｌｅ２１１ ３ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｗｉｔｈｔｈｅｐｅａｋｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ～５４０℃，～２ ９ＧＰａ ＳａｍｐｌｅＨ７６ １０ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄｏｎｌｙｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＨＰ）ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｗｉｔｈｔｈｅｐｅａｋｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆ～４９０℃，～２ ４ＧＰａ Ｔｈｅｇａｒｎｅｔ ｏｍｐｈａｃｉｔｅ ｗｈｏｌｅｒｏｃｋＬｕ Ｈｆｉｓｏｃｈｒｏｎｓｆｏｒｓａｍｐｌｅｓ２１１ ３ａｎｄＨ７６ １０ｙｉｅｌｄａｇｅｓｏｆ３２６ ９±１ ３Ｍａａｎｄ３０６±１１Ｍａ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｒｅｖｉｏｕｓｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅｔｈａｔｔｈｅＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎｏｃｃｕｒｒｅｄａｔ３２７～３２６Ｍａ，ａｎｄｔｈｅＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍａｔ３１５～３０６Ｍａ Ｔｈｅａｇｅｏｆ３２６ ９±１ ３ＭａｆｏｒＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｔｉｍｉｎｇｏｆｄｅｅｐｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃｌｏｓｕｒｅｏｆＳｏｕｔｈＴｉａｎｓｈａｎｐａｌｅｏ ｏｃｅａｎＫｅｙｗｏｒｄｓ ＣｈｉｎｅｓｅｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＴｉａｎｓｈａｎ；ＵＨＰＭｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ；Ｅｃｌｏｇｉｔｅ；Ｐｈａｓｅｅｑｕｉｌｉｂｒｉａｍｏｄｅｌｉｎｇ；Ｌｕ Ｈｆｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ摘　要 新疆西南天山蓝片岩 榴辉岩带是全球少有的几个经历超高压变质作用的洋壳俯冲带之一，近年来的同位素年代学研究表明其变质作用主要发生于石炭纪。

Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。

自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。

镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。

它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。

176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。

铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。

铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。

其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。

二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E βγ-→+++含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e λ=+-176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。

对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。

适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。

锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。

三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。

石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。

２０２３／０３９（０８）：２４８９ ２５１０ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０８．１４刘高峰，王连训，罗春林等．２０２３．赣南遂川晚侏罗世幕式花岗质岩浆活动：年代学、地球化学和Ｌｕ Ｈｆ同位素约束．岩石学报，３９（０８）：２４８９－２５１０，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０８．１４赣南遂川晚侏罗世幕式花岗质岩浆活动：年代学、地球化学和Ｌｕ Ｈｆ同位素约束刘高峰１，２，３　王连训３　罗春林１，２　熊清华４　楼法生４　卢先锋１，２　刘永旭４ＬＩＵＧａｏＦｅｎｇ１，２，３，ＷＡＮＧＬｉａｎＸｕｎ３，ＬＵＯＣｈｕｎＬｉｎ１，２，ＸＩＯＮＧＱｉｎｇＨｕａ４，ＬＯＵＦａＳｈｅｎｇ４，ＬＵＸｉａｎＦｅｎｇ１，２ａｎｄＬＩＵＹｏｎｇＸｕ４１ 江西省地质调查勘查院基础地质调查所，南昌　３３００３０２ 江西有色地质矿产勘查开发院，南昌　３３００３０３ 中国地质大学（武汉）地球科学学院，武汉　４３００７４４ 江西省地质调查勘查院，南昌　３３０００９１ ＢａｓｉｃＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＪｉａｎｇｘｉＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３０，Ｃｈｉｎａ２ ＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＪｉａｎｇｘｉ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３０，Ｃｈｉｎａ３ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｗｕｈａｎ），Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ４ ＪｉａｎｇｘｉＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３０００９，Ｃｈｉｎａ２０２２ ０６ １２收稿，２０２３ ０４ １９改回ＬｉｕＧＦ，ＷａｎｇＬＸ，ＬｕｏＣＬ，ＸｉｏｎｇＱＨ，ＬｏｕＦＳ，ＬｕＸＦａｎｄＬｉｕＹＸ ２０２３ ＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃｅｐｉｓｏｄｉｃｇｒａｎｉｔｉｃｍａｇｍａｔｉｓｍｉｎＳｕｉｃｈｕａｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＪｉａｎｇｘｉ：Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｆｒｏｍｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙ，ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＬｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（８）：２４８９－２５１０，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０８．１４Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｈｅＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃｇｒａｎｉｔｅｐｌｕｔｏｎｉｎＳｕｉｃｈｕａｎＣｏｕｎｔｙ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｉｓｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅＤａｎｑｉａｎａｎｄＺｉｙａｎｇｕｎｉｔｓ ＴｈｅｍａｉｎｒｏｃｋｔｙｐｅｓｉｎｔｈｅＤａｎｑｉａｎｕｎｉｔａｒｅｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｇｒａｎｉｔｅｓ（ｇ１）ａｎｄｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｍｏｎｚｏｎｉｔｅ（ｇ２），ｗｈｉｌｅｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅＺｉｙａｎｇｕｎｉｔａｒｅｍａｉｎｌｙｍｅｄｉｕｍ ｔｏｃｏａｒｓｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｍｏｎｚｏｇｒａｎｉｔｅ（ｇ３），ｐｏｒｐｈｙｒｉｔｉｃｍｏｎｚｏｎｉｔｉｃｇｒａｎｉｔｅ（ｇ４）ａｎｄｍｅｄｉｕｍ ｔｏｆｉｎｅ ｇｒａｉｎｅｄｂｉｏｔｉｔｅｍｏｎｚｏｇｒａｎｉｔｅ（ｇ５）．Ｔｈｅｓｅｇｒａｎｉｔｅｓｈａｖｅｓｉｍｉｌａｒｍｉｎｅｒａｌａｓｓｅｍｂｌａｇｅｓａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｔｏｂｅｍｏｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅｌｙ，ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄｓａｍｐｌｅｓａｒｅａｂｓｅｎｔｏｆｍｕｓｃｏｖｉｔｅ，ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅａｎｄｇａｒｎｅｔｉｎｔｈｅｉｒｍｉｎｅｒａｌａｓｓｅｍｂｌａｇｅｓ，ａｎｄｈａｖｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｐｌａｇｉｏｃｌａｓｅＡｎｖａｌｕｅｓ（２０～３０），ｈｉｇｈＳｉＯ２（７０ ６％～７８ ６％），Ａｌ２Ｏ３（１２ ２％～１４ ３％）ａｎｄＫ２Ｏ（４ ３４％～６ ０４％），ａｎｄｌｏｗＰ２Ｏ５（０ ００２～０ １４％）ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｖａｒｉａｂｌｅＦｅＯＴ／ＭｇＯ（３ ９５～１３ ４）ａｎｄＡ／ＣＮＫ（１ ０１～２ １２）ｖａｌｕｅｓ Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｓｅｒｏｃｋｓａｒｅａｌｓｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｉｇｈｍａｇｍａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（７４２～８２０℃）ａｎｄＤＩｖａｌｕｅｓ（８６～９５），ａｎｄｔｈｅｉｒｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｓｈｏｗｎｅｇａｔｉｖｅＥｕａｎｏｍａｌｉｅｓ Ｔｈｅｗｈｏｌｅ ｒｏｃｋｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｒｅｅｎｒｉｃｈｅｄｉｎＲｂ，Ｔｈ，Ｕ，ＴａａｎｄＮｄ，ｂｕｔｄｅｐｌｅｔｅｄｉｎＢａ，Ｎｂ，ＳｒａｎｄＺｒ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｙａｒｅｈｉｇｈｌｙ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄＩ ｔｙｐｅｇｒａｎｉｔｅ Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｏｃｋｔｙｐｅｓａｎｄｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｔｗｏｕｎｉｔｓａｒｅｓｉｍｉｌａｒ，ｔｈｅｉｒｚｉｒｃｏｎＵ Ｐｂａｇｅｓａｎｄｆｉｅｌｄｃｏｎｔａｃｔｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｙｗｅｒｅｆｏｒｍｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓ：ｔｈｅＤａｎｑｉａｎｕｎｉｔｗａｓｆｏｒｍｅｄａｔ１５５ ４～１５２ ２Ｍａ，ｗｈｉｌｅｔｈｅＺｉｙａｎｇｕｎｉｔａｔ～１４８ ７Ｍａ ＺｉｒｃｏｎＬｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅｓｏｆｔｈｅｒｏｃｋｓｉｎｔｈｅｓｅｔｗｏｕｎｉｔｓａｌｓｏｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｙｈａｖｅａｓｌｉｇｈｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅ：ｔｈｅｆｏｒｍｅｒｈａｓｚｉｒｃｏｎεＨｆ（ｔ）ｖａｌｕｅｓｂｅｔｗｅｅｎ－１０ ９～－１９ ５（ａｖｅｒａｇｅｄａｔ－１４ ２），ｗｈｉｌｅｔｈｅｌａｔｔｅｒｈａｓｚｉｒｃｏｎεＨｆ（ｔ）ｖａｌｕｅｓｏｆ－８ ５０～－１１ ２（ａｖｅｒａｇｅｄａｔ－１０ ０）．ＴｈｅｓｅｆｅａｔｕｒｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅＳｕｉｃｈｕａｎｐｌｕｔｏｎｉｓｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｏｆｅｐｉｓｏｄｉｃｍｕｌｔｉｓｔａｇｅｍａｇｍａｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅＬａｔｅＪｕｒａｓｓｉｃ，ｗｈｏｓｅｐａｒｅｎｔｍａｇｍａｉｓｍａｉｎｌｙｓｏｕｒｃｅｄｆｒｏｍｐａｒｔｉａｌｍｅｌｔｏｆａｎａｎｃｉｅｎｔｃｒｕｓｔｍｉｘｅｄｗｉｔｈａｆｅｗｍａｎｔｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＴｈｉｓｍａｇｍａｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄａｎｏｂｖｉｏｕｓＡＦＣｐｒｏｃｅｓｓｄｕｒｉｎｇｉｔｓａｓｃｅｎｄｉｎｇｅｍｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｔｈｕｓ，ｗｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅＳｕｉｃｈｕａｎｇｒａｎｉｔｅｗａｓｆｏｒｍｅｄｉｎａｐｏｓｔ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｔｅｃｔｏｎｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｗｈｅｒｅｌｏｃａｌｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｌｉｔｈｏｓｐｈｅｒｅｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａｐｌａｔｅｉｎｄｕｃｅｓｔｈｅｕｐｗｅｌｌｉｎｇｏｆｍａｎｔｌｅ ｄｅｒｉｖｅｄｍａｇｍａｔｈａｔｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｈｅａｔｉｎｇａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｎｉｓｏｍｏｌｔｅｎｃｒｕｓｔ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｕｉｃｈｕａｎ，ｓｏｕｔｈｅｒｎＪｉａｎｇｘｉ；ＨｉｇｈｌｙｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅｄＩ ｔｙｐｅｇｒａｎｉｔｅ；ＺｉｒｃｏｎＵ Ｐｂａｇｅ；Ｌｕ Ｈｆｉｓｏｔｏｐｅ摘　要 赣南遂川县晚侏罗世花岗岩体由弹前单元与紫阳单元组成。

地球化学与地质年代学通过同位素年代测定揭示地球年代地球是我们赖以生存的家园，对于研究地球的年代演化过程及地质历史的研究，地球化学和地质年代学是不可或缺的学科。

地球化学是研究地球及其各个组成部分的元素组成、特征及其演化过程的学科，而地质年代学则是通过各种方法来揭示地质历史和地质时代的学科。

其中，同位素年代测定是地球化学与地质年代学中重要的手段之一，通过测定地质样本中的同位素含量和比例，可以揭示地球的年代信息。

一、同位素的定义和分类同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的同一种元素的不同形态。

例如，氢(H)有三种同位素分别为氘(2H)、氚(3H)和普通氢(1H)，它们的原子序数都是1，但质量数分别为2、3和1。

同位素的存在丰度以及同位素之间的比例可以提供关于地球的年代信息。

根据质量数不同，同位素分为稳定同位素和放射性同位素两大类。

稳定同位素指在地质年代尺度上具有较长半衰期的同位素，如氧的同位素16O和18O等。

放射性同位素则指在地质尺度上具有较短的半衰期，会经历放射性衰变的同位素，如铀的同位素238U和铀系列衰变生成的镭同位素226Ra等。

同位素的分类和特性是同位素年代测定技术的基础。

二、同位素年代测定方法1. 放射性同位素衰变法放射性同位素衰变法是确定地质样本年代的常用方法之一。

通过测量样本中母核和衰变产物同位素的比例，计算出样本的年龄。

例如，钾-铀(K-Ar)法可以用来测定火山岩的定年，铀系列法则适用于测定矿物和岩石的年代。

2. 同位素示踪法同位素示踪法是测定地质年代的重要手段之一。

通过测量地质样本中同位素的含量和比例变化，可以揭示地球演化和生物进化的过程。

例如，碳同位素示踪法可以用来研究生物地质历史，氧同位素示踪法则用于研究古气候演化。

三、同位素年代测定在地球演化中的应用同位素年代测定在地球演化研究中发挥着重要的作用。

通过测定地质样本中不同同位素的含量和比例，可以揭示岩石形成的时代、古地球环境的演化以及生物进化的历史。

Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。

自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。

镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。

它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。

176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。

铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。

铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。

其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。

二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E βγ-→+++含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e λ=+-176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。

对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。

适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。

锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。

三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。

石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。

Lu—Hf同位素示踪体系的理论、原理、方法及手段作者：汪振宇来源：《中国科技博览》2018年第18期[摘要]元素周期表中，Lu作为最重的稀土元素（REE）位于镧系尾端，其化合价为+3，离子半径为0.93A；Hf是周期表中WB族元素，化学性质类似于Ti、Zr等其他高场强元素（HFSE），化合价为+4，离子半径为0.71A。

从地幔部分熔融过程中Lu和Hf所表现出的相容性来看，Lu为弱-中等不相容元素，而Hf为中等不相容元素。

在自然界中，Lu有两个同位素175Lu和176Lu；Hf有六个同位素：174Hf、176Hf、177Hf、178Hf、179Hf、180Hf。

在上述Hf同位素中，部分176Hf可由176Lu衰变而来，这样用稳定的177Hf同位素标准化可获得样品的176Lu/177Hf与176Hf/177Hf比值，从而使Lu-Hf体系成为与通常Rb-Sr和Sm-Nd体系相似的同位素定年工具。

同时，其176Hf/177Hf比值通过时间校正后，可对岩石的成因提供重要信息。

[关键词]Hf同位素；不相容元素；Lu-Hf同位素体系中图分类号：S747 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0361-010 前言20世纪80年代以来，随着质谱技术的发展，地质样品中Lu-Hf同位素的研究越来越多，特别是多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）出现后，Lu-Hf同位素研究发展更加迅速。

Lu-Hf法是七十年代开始探索的同位素测年方法之一。

它基于母体元素Lu的放射性同位素176Lu经单一的β衰变，生成子体元素Hf的稳定性同位素176Hf的原理，用于测定含Lu样品的同位素地质年龄。

此外，Hf的初始比值也是岩石成因的“示踪剂”（林源贤，1992）。

锆石具有抗风化、富集Hf（类质同像替代Zr，含量0.5%～2%）和极低的Lu-Hf比值的特点，具有近似于地质体形成时刻初始Hf同位素组成，结合U-Pb地质年代学，它是一种获取准确Hf 同位素初始比值、进而更好地理解大陆地壳增长和演化的理想矿物。

同位素地质年代学的定年方法概述一些元素(K,Rb,Re,Sm,Lu,U和Th)的自然长寿命放射性同位素,衰变为另种元素稳定同位素的作用,广泛应用于岩石和矿物的年龄测定。

这种测年提供了关于地球地质历史的信息,并已用于标定地质年代表。

地质过程时间维的确定是一项重要而复杂的研究任务。

准确标定某一地质体的年代是区域地质学、地球化学、矿床学和大地构造学研究中不可缺少的内容,对于区域地史演化规律的研究和找矿方向的确定,都具有十分重要的理论和实际意义。

可以说，现代岩石学在很大程度上已经离不开同位素地质学的研究。

在上一世纪60-80年代Sr、Nd、Pb 等同位素地质理论蓬勃发展并逐渐成熟的形势下，Re-Os、Lu-Hf等新的同位素体系也在快速发展。

近年来,由于各种新型同位素分析仪器的开发利用和分析测试技术方法上的迅猛发展,例如新一代高精度、高灵敏度、多接收表面热电离质谱仪(TIMS TRITON)、多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)和高灵敏度高分辨率离子探针质谱（SHRIMP）技术的开发和利用,大大拓宽了各种同位素新技术方法在地球科学各个领域中的应用,并取得了一系列令人瞩目的新发现和新认识。

目前,地质体的定年主要采用的是K-Ar法、40Ar-39Ar法、U-Pb法、Pb-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd法等,已经获得了非常丰富的资料。

然而,由于地质作用过程的复杂性、多期性和测年方法及测试对象的局限性,对已经获得的年龄数据,不同的学者往往有不同的地质解释。

因此,开展同位素定年方法学中的适用性和局限性有关问题的研究,不仅有助于重新认识、评价和应用已有的资料,而且有利于今后工作中同位素定年方法的改进。

一、K-Ar法和40Ar-39Ar法常规的K-Ar法定年主要建立在两个基本的假设条件之上。

①矿物或岩石形成以后,对钾和氩保持封闭体系,既没有钾和氩的加入,也没有钾和氩的逃逸。

②矿物或岩石中不含有大气氩;如果含有氩,则只能由大气混染造成,可以进行常规法定年的大气混染校正(穆治国,1990)。

Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。

自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。

镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。

它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。

176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。

铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。

铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。

其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。

二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。

对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。

适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。

锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。

三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。

石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。

LuHf同位素体系及其岩石学应用随着科学技术的不断发展，岩石学研究的方法和手段也不断丰富和更新。

其中，LuHf同位素体系作为一种新的岩石学研究工具，在近年来越来越受到。

LuHf同位素体系是指由 lutetium（Lu）和氦（Hf）两种元素组成的同位素体系，具有独特的地球化学性质，可用于探讨地球壳幔演化、岩石成因等方面的研究。

本文将介绍LuHf同位素体系的基本知识及其在岩石学研究中的应用。

LuHf同位素体系的应用主要集中在岩石年代学和矿物成分测定两个方面。

在岩石年代学方面，LuHf同位素体系可以用于确定岩石的形成年龄。

这是因为在地球演化过程中，Lu和Hf元素会发生分异，不同成因的岩石具有不同的LuHf同位素组成特征。

通过对比不同岩石的LuHf同位素组成，可以推断它们之间的亲缘关系，进而确定岩石的形成年龄。

在矿物成分测定方面，LuHf同位素体系也具有很高的应用价值。

一些矿物在形成过程中会发生成分变化，导致其Lu和Hf元素的含量发生变化。

因此，通过测定这些矿物的LuHf同位素组成，可以推测出其形成过程中的成分变化情况，进而深入了解矿物的成因和演化历史。

LuHf同位素体系还可以用于探讨地球壳幔演化、岩石成因等方面的研究。

例如，在地球壳幔演化方面，LuHf同位素体系可以用于研究地壳与地幔之间的物质交换和地壳板块的运动。

在岩石成因方面，LuHf同位素体系可以用于探讨岩浆的形成和演化过程、岩石的变质和变形等过程。

LuHf同位素体系作为一种新型的岩石学研究工具，在岩石学研究中具有重要的应用价值和前景。

它不仅可以用于确定岩石的形成年龄，还可以用于推测矿物的成因和演化历史，探讨地球壳幔演化、岩石成因等方面的问题。

随着科学技术的不断发展，LuHf同位素体系的应用也将不断完善和深化，为岩石学研究带来更多的创新和突破。

秦岭山阳柞水地区位于陕西省南部，地处秦岭山脉东段。

该地区在燕山期经历了大规模的中酸性侵入岩活动，形成了丰富的地质资源和矿产资源。

lu-hf同位素体系及其岩石学应用
链接同位素体系（LU-HF）是一种利用235U/238U的同位素比值来提供精确的年龄测定的技术，它是世界上最精确的年龄测定技术之一。

LU-HF的主要特点是可以提供高精度的测定，允许在母体的灰尘的风化中测定母体变质的形成后的历史，从而提供作者关于某岩类本省成因成熟度等信息。

LU-HF由放射性链接元素组成，这些元素可以被分成两类：稳定态和不稳定态。

LU-HF的不稳定链接元素235U/238U与238U/232Th的比值测定可以提供精确的年龄测定和精确的历史的构造，而不稳定态的链接元素以及中性态的同位素可以提供信息以便更好地理解岩石构造和成熟度。

在岩石学应用中，LU-HF技术能够提供新的深入的信息，可以探讨不同区域的构造演化statigy。

此外，它可以提供关于天然长期变质过程，基性岩、轻质元素和其他组分的成熟度等有用的信息。

LU-HF系统是岩石研究的非常强大的工具，它可以用来弄清岩石的演化历史。

在总结中可以说，LU-HF的链接同位素体系不仅能够提供精确的测定，还能够为岩石研究和构造演化提供有价值的信息，并弄清岩石的演化历史。

因此，LU-HF的使用绝对值得期待，并将极大地改善前期研究成果，增强人们对岩石构造和成熟度的认识。

Lu-Hf 同位素体系简介一、Lu-Hf 同位素镥是一种稀土元素，镥在沉积岩、变质岩和火成岩中的分布相当广泛，但含量很低。

自然界中镥的重要载体矿物是磷灰石、榍石、锆石、石榴石、黑云母及某些稀土矿物（如独居石、黑稀金矿、铌钇矿、褐帘石和硅铍钇矿等）。

镥有两个天然同位素：175Lu 和176Lu 。

它们的相对丰度分别为97.39%和2.61%。

176Lu 为放射性同位素，通过β—衰变形成更稳定的176Hf 。

铪是一种分散元素，其化学性质和离子半径与锆石非常相似，因而常以类质同像替换锆的方式进入许多矿物的晶体结构，其中以锆石中铪的含量最高。

铪有6个同位素：174Hf,176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf ，它们的相对丰度分别为：0.20%，5.2%，18.6%，27.1%，13.7%，35.2%。

其中174Hf 是放射性同位素，它通过α衰变形成稳定的170Yb 。

二、Lu-Hf 法定年基本原理：173176Lu Hf E βγ-→+++含镥岩石或矿物的年龄可根据下式计算：173177176177176177/(/)/(1)t i Hf Hf Hf Hf Lu Hf e λ=+-176Lu 的衰变常数λ=1.94±0.07×10-11a-1。

对于满足等时线年龄测定的一组样品，可采用与Sm-Nd 和Rb-Sr 法相似的等时线方法来测定样品的Lu-Hf 等时线年龄。

适合于Lu-Hf 同位素年龄测定的常见矿物为磷灰石、石榴石和独居石。

锆石的镥含量虽高达24×10-6，但因其铪含量太高；硅铍钇矿虽具有很高的镥含量，但因其极少见，因而这两个矿物通常不适合用于Lu-Hf 年龄的测定对象。

三、Lu-Hf 法定年实例1.含石榴石变质岩的Lu-Hf 同位素定年石榴石是结晶岩，特别是变质岩中一中非常常见的矿物。

石榴石具有较高的Hf 封闭温度和其中大多数包裹体矿物较低的Hf 含量使Lu-Hf 法比Sm-Nd 和Pb-Pb 法有更优越的特点。