软玉是以透闪石为主要矿物的矿物集合体。我国使用软玉已经有八千多年的历史,它甚至可以反映史前文明中人类活动的历史。前人多对软玉的成分和结构进行研究以区分品质,而作为低温变质作用形成的软玉,其准确定年一直是科学难题之一。玉石准确定年不仅可以研究玉矿形成构造背景,为进一步找矿提供依据,而且还能用来区分产地,对古文明人类活动历史研究给予一定的写实反映。
中科院地质地球所离子探针实验室凌潇潇工程师及其合作者,选择河南栾川的软玉为研究对象,通过大量野外和室内的研究工作,发现玉石围岩不存在榍石,而玉石中存在榍石包体。在薄片下对软玉进行仔细观察,可以看到榍石作为透闪石包体出现,同时榍石中也存在透闪石包裹体(图1)。对其进行成分分析,榍石是变质成因,透闪石基质和包体成分一致,说明榍石与透闪石同期生长。以离子探针实验室平台资源为基础,利用型号为Cameca IMS-1280 HR的离子探针技术进行榍石的定年工作,对43个榍石颗粒进行了分析,结果表明榍石样品具有较低的U含量(2-18 ppm),基于207Pb校正206Pb/238U的年龄为361 ± 4 Ma(MSWD=0.88)(图2)。
图1 栾川软玉样品的背散射图像
a:软玉样品中透闪石中含有榍石和方解石包裹体; b、c、d: 软玉样品中榍石中含有透闪石,金红石,磷灰石包裹体,图中的椭圆形是SIMS测试痕迹( Tr, 透闪石; Chl,绿泥石;Ttn,榍石;Cal,方解石;Rt,金红石;Ap,磷灰石)
图2 栾川软玉中榍石的年龄图
结合软玉的低形成温度和榍石U-Pb体系的高封闭温度,所获得的榍石年龄代表了榍石的形成年龄,也即栾川软玉的形成年龄。该研究工作提供了一个软玉高精度定年的范例,对软玉矿床形成构造背景研究有着很大的推进意义,同时,还有望在玉石产地区分研究中起到重要作用。
以上研究成果近期发表在国际岩石学权威期刊Lithos上(Ling et al. Age determination of nephrite by in-situ SIMS U–Pb dating syngenetic titanite: A case study of the nephrite deposit from Luanchuan, Henan, China. Lithos, 2015, 220–223: 289–299)。
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