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所屬系統：地質(zhì)年代學(xué)測定系統?

實(shí)驗室位置：地2樓205?

實(shí)驗室主任：王非 研究員?

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實(shí)驗室概況　|　儀器介紹　|　實(shí)驗室成員　|　工作內容　|　收費標準　|　歡迎來(lái)訪(fǎng)

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實(shí)驗室簡(jiǎn)介

　　⁴⁰Ar/³⁹Ar和(U-Th)/He年代學(xué)實(shí)驗室擁有多臺先進(jìn)的稀有氣體質(zhì)譜儀和激光探針系統，是國內重要的年代學(xué)和熱年代學(xué)研究平臺。⁴⁰Ar/³⁹Ar法是年代學(xué)中的重要手段，測年范圍從46億年的隕石到數千年的火山巖，研究領(lǐng)域從行星演化到地球動(dòng)力學(xué)，從古環(huán)境與氣候到考古研究，從巖漿活動(dòng)到板塊運動(dòng)，從元素運移到成礦機制等，涉及到地球與行星科學(xué)的各個(gè)方面；測年物質(zhì)廣泛，幾乎涵蓋了所有的的含鉀礦物；測年精度高，是確定地質(zhì)年表及地磁極性年表時(shí)標的主要手段。 (U-Th)/He是近二十年來(lái)快速發(fā)展起來(lái)的低溫（熱）年代學(xué)方法，其成功應用大大延伸了中低溫熱年代學(xué)（如⁴⁰Ar/³⁹Ar，裂變徑跡）的溫度下限，使其在新構造地質(zhì)、地貌演化、環(huán)境變遷等重大地質(zhì)問(wèn)題的研究中具有廣闊的應用前景。

　　長(cháng)期以來(lái)，我們始終把提高定年精度作為主線(xiàn)，加強優(yōu)勢領(lǐng)域的研究，發(fā)揮⁴⁰Ar/³⁹Ar法的獨特優(yōu)勢，拓展新的應用方向，建立新的國際標準樣品，建設高水平的實(shí)驗室平臺。目前實(shí)驗室超低的本底水平使得我們能進(jìn)行微量樣品的定年及（超）年輕樣品的⁴⁰Ar/³⁹Ar定年，成為實(shí)驗室的重要特色之一；同時(shí)秉承理論-實(shí)驗-模擬的理念，發(fā)揮⁴⁰Ar/³⁹Ar熱年代學(xué)定量的優(yōu)勢，為地質(zhì)過(guò)程熱歷史的恢復提供最佳模擬手段，進(jìn)而為深部動(dòng)力學(xué)機制研究提供定量制約。近期結合特提斯演化這一綜合科學(xué)問(wèn)題，實(shí)驗室培育了造山帶演化、成礦機制、新生代地貌地形演化歷史研究等重要發(fā)展方向。

　　實(shí)驗室自建立伊始，一直堅持開(kāi)放共享的理念，成為全球開(kāi)放的年代學(xué)和熱年代學(xué)知名研究平臺，為國內外的地質(zhì)學(xué)家提供了廣泛的實(shí)驗研究；鼓勵學(xué)生和研究人員到實(shí)驗室開(kāi)展研究工作，實(shí)地參與樣品分析、數據處理和結果解釋?zhuān)粡V泛參與國際交流，2013年成功舉辦了Ar-Ar和(U-Th)/He國際研討會(huì )，主持了由澳大利亞Curtin大學(xué)、法國國家科研中心、臺灣大學(xué)、法國蒙彼利埃大學(xué)等Ar-Ar實(shí)驗室參與的國際實(shí)驗室對比標定計劃。

　　實(shí)驗設備：

　　1） Noblesse 稀有氣體質(zhì)譜儀 （英國Nu Instruments公司），2014年安裝，Noblesse采用高效率NIER離子源，新穎的多接收器設計，自動(dòng)變焦離子鏡，先進(jìn)的儀器控制系統，數據采集和處理系統，顯著(zhù)提高了同位素比值的分析精度，主要應用于激光微量及微區原位Ar-Ar定年和（超）年輕樣品的定年。

　　2）MM5400 稀有氣體質(zhì)譜儀（英國GV 公司），2003年安裝，具有低本底、高靈敏度和適中的分辨率，主要用于常規階段升溫Ar-Ar定年和熱年代學(xué)實(shí)驗模擬研究。

　　3）Argus VI 稀有氣體質(zhì)譜儀（Thermo Fisher Scientific公司），2022年安裝。ArgusVI是針對氬同位素分析設計的小體積多接收質(zhì)譜儀。儀器根據氬同位素豐度配備了不同的法拉第杯高阻以及電子倍增器，結合獨特的離子束偏轉技術(shù)可以實(shí)現動(dòng)態(tài)多接收以及36Ar等小信號同位素的高精度測量。

　　4）Photon Machine公司 Analyte G2激光剝蝕系統，配備紫外193nm準分子激光器，2014年安裝，用于激光微區原位Ar-Ar定年。

　　5）美國New Wave 公司MIR10紅外激光熔樣系統，2004年安裝，主要用于單顆粒及多顆粒礦物激光全熔或階段升溫Ar-Ar定年。

　　6）美國Teledyne Photon Machines公司的10.6 Fusion CO2激光熔樣系統，2020年安裝，主要用于階段升溫或單顆粒全熔Ar-Ar定年。

　　7）美國Teledyne Photon Machines公司的二極管激光熔樣系統，2020年安裝，主要用于群體礦物的階段升溫Ar-Ar定年。激光配備了紅外測溫系統，可實(shí)時(shí)監測加熱過(guò)程的溫度變化。

　　8）澳大利亞科學(xué)儀器公司 AlphachronTM He同位素提取系統及四級桿質(zhì)譜儀，借助精確標定的3He稀釋劑，能夠準確測定4He的絕對含量，本底低至0.0015 ncc STP

　　9） Thermo Fisher X2 系列 電感耦合等離子質(zhì)譜用于U、Th同位素測試，可同時(shí)進(jìn)行U-Pb定年和微量元素分析

　　10）Resonetics M-50 準分子激光剝蝕系統，最大能量200 mJ（鋯石的原位分析通常用90 mJ）用于鋯石原位微區分析，是激光原位鋯石(U-Th)/He和U-Pb雙定年的重要工具

　　11) 澳大利亞Autoscan公司最新Trackscan裂變徑跡測試系統，硬件基于蔡司M2m自動(dòng)顯微鏡和高精度電控載物臺，軟件為墨爾本大學(xué)開(kāi)發(fā)的控制軟件TrackWorks和離線(xiàn)處理軟件FastTracks

　　12）司特爾LaboSystem自動(dòng)研磨拋光機，可精確控制磨盤(pán)和機頭轉速以及單點(diǎn)壓力。用于裂變徑跡、原位Ar-Ar和 (U-Th)/He的樣品前處理

	楊列坤實(shí)驗室主任 博士，副研究員，負責實(shí)驗室研究發(fā)展方向及實(shí)驗室管理 辦公室：地3樓311室 電子信箱：liekunyang@mail.iggcas.ac.cn
	王非實(shí)驗室主任，博士，研究員，負責實(shí)驗室研究發(fā)展方向及實(shí)驗室管理 辦公室：地3樓（綜合樓）410室 傳　真： 010-62010846 電子信箱：wangfei@mail.iggcas.ac.cn
	吳林博士，高級工程師，負責U-Th/He年代學(xué)分析測試，接收樣品，數據處理及發(fā)放 辦公室：地1樓208 電　話(huà)：010-82998560 電子信箱：wulin08@mail.iggcas.ac.cn
	師文貝博士，高級工程師 ，負責常規及微區Ar-Ar年代學(xué)分析測試，儀器運行維護，數據處理及發(fā)放 辦公室：地1樓208 電　話(huà)： 010-82998560 電子信箱：shiwenbei@mail.iggcas.ac.cn
	王銀之博士，工程師 ，負責樣品接收及輻照，年輕樣品分析測試，儀器運行維護，數據處理及發(fā)放 辦公室：地1樓208 電　話(huà)： 010-82998560 電子信箱：wangyinzhi@mail.iggcas.ac.cn

工作內容　　

　　本實(shí)驗室主要進(jìn)行如下方面的分析測試工作：

　　實(shí)驗室建立了完整的Ar-Ar和(U-Th)/He年代學(xué)技術(shù)體系。其中Ar-Ar定年包括常規階段升溫技術(shù)，激光階段升溫技術(shù)，單顆粒礦物的激光全熔或階段升溫測定，激光微區原位（通常10-50微米）定年，定年礦物涵蓋堿性長(cháng)石、斜長(cháng)石、云母，角閃石等常見(jiàn)造巖礦物及火山巖基質(zhì)，為滿(mǎn)足不同地質(zhì)研究的需求有針對性的設計了相應的實(shí)驗流程。(U-Th)/He定年方法目前主要包括磷灰石和鋯石的單顆粒溶液法定年，鋯石的激光原位(U-Th)/He和U-Pb雙定年。

　　主要應用領(lǐng)域：

　　（1）火山巖及火山沉積地層定年：快速冷卻的火山巖是40Ar/39Ar法定年的良好對象,為地層劃分和地磁極性確定以及火山活動(dòng)提供有效的研究手段

　　（2）構造－熱年代學(xué)：利用不同礦物的封閉溫度及封閉時(shí)間和同一礦物中多重擴散域特征，建立中上地殼侵入巖及變質(zhì)巖的冷卻歷史，進(jìn)而探索巖體的抬升過(guò)程。發(fā)揮Ar-Ar和(U-Th)/He的優(yōu)勢，恢復地質(zhì)體的抬升和冷卻歷史、地形的演化過(guò)程

　　（3）微區年代學(xué)：結合聚焦<10μm的紫外激光探針測定單顆粒礦物中氣體同位素濃度分布，進(jìn)而探索年齡分布，為反推地質(zhì)體熱歷史和變質(zhì)變形過(guò)程提供有力的微區研究手段

　　（4）稀有氣體（如He、Ar）擴散機制的研究，探索氣體擴散和溫度的關(guān)系、礦物封閉機制，架起實(shí)驗和地質(zhì)過(guò)程的橋梁

送樣要求及聯(lián)系人：

　　Ar-Ar定年送樣要求：

　　新鮮含鉀礦物（如堿性長(cháng)石、斜長(cháng)石、云母、角閃石、火山巖基質(zhì)等），粒度40-60目或60-80目，樣品純凈，重量100mg以上，特殊礦物定年、原位微區定年和超年輕地質(zhì)體定年請聯(lián)系實(shí)驗室工作人員。

　　聯(lián)系人：師文貝，shiwenbei@mail.iggcas.ac.cn， 010-82998560

　　（U-Th）/He定年送樣要求：

　　樣品分析采用單顆粒熔融法，每個(gè)樣品分析3-5個(gè)顆粒， 測試礦物主要為磷灰石和鋯石。要求礦物晶體新鮮、自形好，磷灰石和鋯石寬度通常不少于70微米，長(cháng)度大于100微米。每個(gè)樣品要求20-50個(gè)自形晶體顆粒。如需進(jìn)行鋯石(U-Th)/He和U-Pb雙定年，用戶(hù)需自行制靶（Teflon靶，環(huán)氧樹(shù)脂鋯石靶在提取4He時(shí)會(huì )影響系統的真空度以及本底）并拍攝陰極發(fā)光圖像，并且自行選取激光剝蝕位置。為獲得顆粒完整的磷灰石或鋯石，鼓勵用戶(hù)親自碎樣、選礦。

　　聯(lián)系人：吳林，wulin08@mail.iggcas.ac.cn，010-82998560

實(shí)驗方法及應用相關(guān)論文：

　　1.???? Wu L. et al., 2023, SA01: A new potential reference material for zircon in-situ (U-Th)/He and U-Pb double dating, Journal of Analytical Atomic Spectrometry, doi:10.1039/d2ja00348a.?

　　2.???? Zhang W.B.et al., 2022, Mountain growth under the combined effects of paleostress and paleoclimate: Implications from apatite (U-Th)/He thermochronology on Taibai Mountain, central China, Lithosphere, 8286127, 10.2113/2022/8286127.?

　　3.???? Zhang W.B.et al., 2022, Reactivated margin of the western North China Craton in the Late Cretaceous: Constraints from zircon (U-Th)/He thermochronology of Taibai Mountain，Tectonics, DOI:?10.1029/2021TC007058.?

　　4.???? Guo C.et al., 2022, Late Cenozoic topographic growth of the South Tianshan Mountain Range: Insights from detrital apatite fission-track ages, northern Tarim Basin margin, NW China, Journal of Asian Earth Sciences, 234, 105227.?

　　5.???? Wang Y.Z.et al., 2022, An investigation of factors affecting the reproducibility of (U–Th)/He ages of high- and low-U minerals, Geochemical Journal, 56(4), 96-111.?

　　6.???? Wu L.et al., 2021, Reappraisal of the applicability of MK-1 apatite as a reference standard for (U-Th)/He geochronology, Chemical Geology, 575, 120255.?

　　7.???? Xiang D.F.et al., 2021, Apatite U–Pb dating with common Pb correction using LA–ICP–MS/MS, Geostandard and Geoanalytical Research, 45(4), 621-642.?

　　8.???? Wang N.et al., 2021, Pulsed Mesozoic exhumation in Northeast Asia: New constraints from zircon U-Pb and apatite U-Pb, fission track and (U-Th)/He analyses in the Zhangguangcai Range, NE China, Tectonophysics, DOI:?10.1016/j.tecto.2021.229075.?

　　9.???? Gong L. et al., 2021, Exhumation and Preservation of Paleozoic Porphyry Cu Deposits: Insights from the Yandong Deposit, Southern Central Asian Orogenic Belt. Economic Geology, 116(3), 607-628. ?

　　10.?Wu L. et al., 2020, Meso-Cenozoic uplift of the Taihang Mountains, North China: Evidence from zircon and apatite thermochronology. Geological Magazine, 157(7), 1097-1111.?

　　11.?Wang Y.Z. et al., 2020, Timing and Processes of Ore Formation in the Qingchengzi Polymetallic Orefield, Northeast China: Evidence from ⁴⁰Ar/³⁹Ar Geochronology, Acta Geologica Sinica, 94(3), 789-800.?

　　12.?Shi W.B. et al., 2020, ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of basic–felsic dikes in the Sulu Orogen, Shandong Peninsula, China: Evidence for the destruction of the southeastern North China Craton, Geological Journal, 55(7), 5574-5593.?

　　13.?Wu L. et al., 2019, MK-1 apatite: A new potential reference material for (U-Th)/He dating, Geostandard and Geoanalytical Research, 43(2), 301-315.?

　　14.?Wu L. et al., 2018, Multi-phase cooling of Early Cretaceous granites on the Jiaodong Peninsula, East China: Evidence from ⁴⁰Ar/³⁹Ar and (U-Th)/He thermochronology, Journal of Asian Earth Sciences, 160, 334-347.?

　　15.?Shi W.B. et al., 2018, Diachronous growth of the Altyn Tagh Mountains: Constraints on propagation of the Northern Tibetan margin from (U-Th)/He dating. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 123(7), 6000-6018.?

　　16.?Shi, W.B. et al., 2018, A prolonged Cenozoic erosional period in East Kunlun (Western China): Constraints of detrital apatite (U-Th)/He ages on the onset of mountain building along the northern margin of the Tibetan Plateau, Journal of Asian Earth Sciences, 151, 54-61.?

　　17.?Wang Y.Z. et al., 2018, (U-Th)/He thermochronology of metallic ore deposits in the Liaodong Peninsula: Implications for orefield evolution in the northeast China, Ore Geology Reviews, 92, 348-365.?

　　18.?Wu L. et al., 2017, Cretaceous exhumation of Proterozoic carbonatite on the northern margin of the North China Craton constrained by apatite fission track and (U-Th)/He geochronology, The Journal of Geology, 125(5), 593-606.?

　　19.?Wang F. et al., 2017, Differential growth of the northern Tibetan margin: evidence for oblique stepwise rise of the Tibetan Plateau, Scientific Reports, DOI: 10.1038/srep41164?

　　20.?Wu L. et al., 2016, Cenozoic exhumation history of Sulu terrane: Implications from (U–Th)/He thermochrology. Tectonophysics, 672–673, 1-15.?

　　21.?Wang F. et al., 2016, Relief history and denudation evolution of the northern Tibet margin: constraints from ⁴⁰Ar/³⁹Ar and (U-Th)/He dating and implications for far-field effect of rising plateau, Tectonophysics, 675, 196-208.?

　　22.?Wu L. et al., 2014, Rapid cooling of the Yanshan Belt, northern China: constraints form ⁴⁰Ar/³⁹Ar thermochronology and implications for cratonic lithospheric thinning. Journal of Asian Earth Sciences, 90, 107-126.?

　　23.?Yang L.K. et al., 2014. ⁴⁰Ar/³⁹Ar geochronology of Holocene volcanic activity at Changbaishan Tianchi volcano, Northeast China. Quaternary Geochronology, 21, 106-114.?

　　24.?Wang F. et al., 2014, YBC sanidine: A new standard for ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating. Chemical Geology, 388, 87-97.?

　　25.?Wang F. et al., 2013, ⁴⁰Ar/³⁹Ar Thermochronology on Central China Orogen: Cooling, Uplift and Implications for the Orogeny Dynamics. In: F. Jourdan, D.F. Mark, C. Verati Eds., ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating: from geochronology to thermochronology, from archaeology to planetary sciences. Geological Society, London, Special Publication, 378, http://dx.doi.org/10.1144/SP378.3?

　　本實(shí)驗室數據支持發(fā)表的應用論文：?

　　1.???? Li J. et al., 2023, Tectonic setting of metamorphism and exhumation of eclogite-facies rocks in the South Beishan orogeny, northwestern China, Geosphere, 19(1), 100-138.?

　　2.???? 李晨星等，2022，華北克拉通北緣中-新元古界構造-熱演化：來(lái)自鋯石(U-Th)/He年齡的約束，地質(zhì)力學(xué)學(xué)報，28(1), 113-125.?

　　3.???? 林旭 等，2022, 蘇魯造山帶東段新生代構造隆升及其地質(zhì)意義：來(lái)自磷灰石(U-Th)/He熱年代學(xué)的約束, 地球科學(xué)，47(4), 1162-1176.?

　　4.???? Yang H. H. et al., 2022, Thermal history of? the Naruo porphyry deposit in the Duoling ore district, Western Tibet: Evidence from U-Pb, ⁴⁰Ar/³⁹Ar and (U-Th)/He thermochronology, Acta Geologica Sinica (English Edition), 96(6), 2015-2027.?

　　5.???? Yang H. H. et al., 2022, The preservation mechanism of the Duolong ore district in northwest Tibet: Evidence from the low temperature thermochronological study, Ore Geology Reviews, 143, 104766.?

　　6.???? Pang Y. M. et al., 2022, Emplacement and exhumation history of Mesozoic granitic rocks in the Jiaonan uplift, eastern China, Journal of Asian Earth Sciences, 234, 105289.?

　　7.???? Shen P. et al., 2022, Newly-recognized Triassic highly fractionated leucogranite in the Koktokay deposit (Altai, China): Rare-metal fertility and connection with the No. 3 pegmatite, Gondwana Research, 112, 24-51.?

　　8.???? Xin G. Y. et al., 2022, Subduction initiation in the Neo-Tethys and formation of the Bursa ophiolite in NW Turkey, Lithos, 422-423, 106746.?

　　9.???? 贠曉瑞等，2021，青海共和盆地東北緣中-新生代熱演化歷史：來(lái)自溝后雜巖體及當家寺巖體的低溫熱年代學(xué)證據，巖石學(xué)報，37(10), 3241-3260.?

　　10.?Zhao W. C. et al., 2021, Thermochronological constraints on the exhumation history of the Carboniferous Katebasu gold deposit, western Tianshan gold belt, NW China, Geological Society London Special Publications, 516, https://doi.org/10.1144/SP516-2020-201.?

　　11.?Wang Y.S. et al., 2021, Exhumation history of late Mesozoic intrusions in the Tongling–Xuancheng area of the Lower Yangtze region, eastern China: Evidence from zircon (U–Th)/He and apatite fission track thermochronology, Ore Geology Reviews, 135, 104220.?

　　12.?Du J.X. et al., 2021, Cenozoic tectono-geomorphic evolution of Yabrai Mountain and the Badain Jaran Desert (NE Tibetan Plateau margin), Geomorphology, 389, 107857.?

　　13.?Chu Y. et al., 2021, Tectonic exhumation across the Talesh-Alborz Belt, Iran, and its implication to the Arabia-Eurasia convergence, Earth Science Reviewes, 221, 103776. ?

　　14.?Lv L.X. et al., 2021, Late Cenozoic thrust propagation within the Keping fold-and-thrust belt along the southern foreland of Chinese Tian Shan: Evidence from apatite (U-Th)/He results, Tectonophysics, 814, 228966.?

　　15.?Qian X.Y., 2021, Apatite and zircon (U-Th)/He thermochronological evidence for Mesozoic exhumation of the Central Tibetan Mountain Range, Geological Journal, 56, 599-611.?

　　16.?Yu S. et al., 2020, Further Evaluation of Penglai Zircon Megacrysts as a Reference Material for (U-Th)/He dating, Geostandard and Geoanalytical Research, 44(4), 763-783.?

　　17.?Chu Y. et al., 2020, Cretaceous exhumation of the Triassic intracontinental Xuefengshan Belt: Delayed unroofing of an orogenic plateau across the South China Block? Tectonophysics, 793, 228592.?

　　18.?Wang Y. et al., 2020, Intracontinental deformation within the Inidia-Eurasia oblique convergence zone: Case studies on the Nantinghe and Dayingjiang faults, The Geological Society of America, 132(3-4), 850-862.?

　　19.?Wang Y.B. et al., 2020. Porphyry Mo and epithermal Au-Ag-Pb-Zn mineralization in the Zhilingtou polymetallic deposit, South China, Mineralium Deposita, 55(7), 1385-1406.?

　　20.?Sun, X. et al.，2021， New ⁴⁰Ar/³⁹Ar and (U-Th)/He dating for the Zhunuo porphyry Cu deposit, Gangdese belt, southern Tibet: implications for pulsed magmatic-hydrothermal processes and ore exhumation and preservation. Miner Deposita， 56, 917–934. ?

　　21.?鄭波等， 2020，羌塘地塊白堊紀剝蝕-冷卻事件，地質(zhì)論評，66（5），1143-1154.?

　　22.?Chen Z.X. et al., 2018, U-Th/He dating and chemical compositions of apatite in the dacite from the southwestern Okinawa Trough: Implications for petrogenesis. Journal of Asian Earth Sciences, 161, 1-13.?

　　23.?Lin W. et al., 2013, Late Mesozoic compressional to extensional tectonics in the Yiwulvshan massif, NE China and its bearing on the evolution of the Yinshan-Yanshan orogenic belt--Part I: Structural analyses and geochronological constraints. Gondwana Research, 23, 54-77.?

　　24.?Lin W. et al., 2013, Late Mesozoic compressional to extensional tectonics in the Yiwulvshan massif, NE China and its bearing on the evolution of the Yinshan-Yanshan orogenic belt--Part II: Anisotropy of magnetic susceptibility and gravity modeling. Gondwana Research, 23, 78-94.??

　　Ar-Ar：

　　U-Th/He: ?

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