U-Th／He热年代学原理测试及应用.PDF

第 ３６卷　第 ５期 第　四　纪　研　究 Ｖｏｌ．３６，　Ｎｏ．５ 　２０１６年 ９月 ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥＳ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１６ － － － ｄｏｉ：１０．１１９２８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１７４１０．２０１６．０５．０２ 文章编号　２０１６ ＵＴｈ／Ｈｅ热年代学原理、测试及应用 郑德文　武　颖　庞建章　李又娟 王一舟　马　严　俞晶星　王　英 （中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京　１０００２９） 摘要　　 ＵＴｈ／Ｈｅ年代学方法已经被广泛地应用于地质学研究。特别是由于磷灰石中氦的低封闭温度，该方法 对于晚新生代构造、河流和冰川等地表过程非常敏感，具有其他同位素年代学方法无法比拟的优越性。本文回顾 － 了ＵＴｈ／Ｈｅ法的发展历史，介绍了ＵＴｈ／Ｈｅ法的基本原理、测试方法、 校正以及ＵＴｈ／Ｈｅ法面临的问题，总结 α 了ＵＴｈ／Ｈｅ法在新生代构造变形、河流地貌演化、气候变迁和源区示踪４个方面的应用，最后探讨了ＵＴｈ／Ｈｅ法 未来的研究方向。 主题词　　 ＵＴｈ／Ｈｅ　热年代学 中图分类号　　　 Ｐ５９７　　　　文献标识码　　 Ａ 然数据点在高温阶段出现线形偏离，但是磷灰石中 １　发展历史 并不存在 Ｈｅ的多重扩散域 （ｍｕｌｔｉｐｌｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎ － － 　　ＵＴｈ／Ｈｅ（铀 钍／氦）与 ＵＴｈ／Ｐｂ（铀 钍／铅） ｄｏｍａｉｎ），线形偏离可能是 由于晶格空位 （ｌａｔｔｉｃｅ 测年法的原理一致，是最早的同位素测年方法之 ｖａｃａｎｃｉｅｓ）的流动引起扩散行为的改变所致；而且 一。Ｕ和 Ｔｈ发生 衰变，最终生成 Ｐｂ，这是 该研究还获得磷灰石 Ｈｅ的封闭温度为 ７５±５℃，部 α ＵＴｈ／Ｐｂ年代学方法的基本原理。 粒子由２个质 分保存区间（ｐａｒｔｉａｌｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）为 ８０～４０℃，比磷灰 α ４ 石裂变径迹的封闭温度（部分退火区间）低约 ３５℃； 子和２个中子组成，因此 粒子也就是 Ｈｅ核。可 α － 见，ＵＴｈ／Ｈｅ法与 ＵＴｈ／Ｐｂ法的差别仅仅是子体不 最终，利用Ｈｅ的生成 扩散方程模拟了矿物在不同 同。早在 ２０世纪初，随着 ＵＴｈ／Ｐｂ法的出现， 热历史状态下的年龄演化，认为该方法对冷却历史 ［１，２］ ［７，８］ Ｒｕｔｈｅｆｏｒｄ 也将 ＵＴｈ／Ｈｅ法用于岩石的年龄测 是敏感的。Ｆａｒｌｅｙ等 发现了 粒子的长停止距 α ４ 离（ｌｏｎｇａｌｐｈａｓｔｏｐｐｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ），及其对 ＵＴｈ／Ｈｅ 定。Ｈｅ是一种质量很小的惰性气体，在矿物中的保 存性差，很容易扩散丢失。因此