风化矿物黄钾铁矾~(40)Ar_~(39)Ar测年的基本方法——从样品采集到年龄测试.pdf
第 34 卷 第 23期 2015 年 3 月 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA Vol.34,Nos.23 Mar.,2015 风化矿物黄钾铁矾 40Ar/39Ar测年的基本方法 从样品采集到年龄测试 杨静 1, 郑德文2, 陈 文 1, 武 颖 2, 李 洁 1, 张 彦 1 YANG Jing1, ZHENG Dewen2, CHEN Wen1, WU Ying2, LI Jie1, ZHANG Yan1 1.中国地质科学院地质研究所/同位素热年代学实验室/大陆构造与动力学国家重点实验室, 北京100037; 2.地震动力学国家重点实验室/中国地震局地质研究所, 北京 100029 1. Laboratory of Isotope Thermochronology, Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Science; State Key Laboratory of Continental Tectonics and Dynamics, Beijing 100037, China; 2. State Key Laboratory of Earthquake Dynamics/Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China 摘要 由于 40Ar/39Ar定年方法在技术上极具复杂性, 目前, 国内在开展干旱区研究中很少使用风化矿物定年研究手段。重点介 绍黄钾铁矾矿物 40Ar/39Ar定年法的基本流程, 并针对该方法的技术问题初步探讨了解决办法。研究表明, 科学的野外采集样 品、 仔细的挑选矿物并综合采用多种测试手段 (X衍射、 扫描电镜、 电子探针) 进行监测可以获得纯净的风化矿物, 并结合精细 的 40Ar/39Ar阶段加热技术, 能够获得比较可靠的风化矿物40Ar/39Ar年龄。 关键词 黄钾铁矾; 40Ar/39Ar测年; 矿物识别; 样品制备 中图分类号 P597.3文献标志码 A文章编号 1671-2552 (2015) 02/03-0579-08 Yang J, Zheng D W, Chen W, Wu Y, Li J, Zhang Y. The ology for 40Ar/39Ar geochronology of supergene jarosite from sampling to isotopic analysis. Geological Bulletin of China, 2015, 342/3579-586 Abstract At present, the research on 40Ar/39Ar dating of supergene minerals in the arid zone of China is rarely conducted due to the complexity of the geochronology of weathering minerals. This paper introduces the experimental procedure of 40Ar/39Ar dating of su⁃ pergene jarosite mineral composed mainly of systematic sampling, mineral identification and careful selection. With a variety of testing s XRD, SEM, EMPA, pure minerals can be obtained, and in combination with 40Ar/39Ar step heating analysis, reliable weath⁃ ering ages can be acquired. Key words jarosite; 40Ar/39Ar geochronology; mineral identification; sampling preparation 收稿日期 2014-11-28; 修订日期 2015-01-27 资助项目 国家自然科学基金项目批准号 41272215、 41473053、 41403047、 中国地质调查局项目编号 12120113015600、 公益性行业 专项经费编号 200911043-13和地震动力学国家重点实验室自主研究课题编号 2009LED2009A05 作者简介 杨静 (1984-) , 女, 博士后, 从事干旱区风化矿物40Ar/39Ar 年代学研究。 E-mail yangjing822822 通讯作者 陈文 (1962-) , 男, 博士, 研究员, 从事同位素地质年代学研究。E-mailchenwenf 风化壳是不同地质历史时期风化作用的物质记 录, 为气候、 构造及其他环境要素的重要函数[1]。风 化作用也造就了硫化物矿床的次生富集过程。风 化壳通常形成于特定的古气候条件下, 因此是重要 的古气候和古环境信息载体[2-6]; 风化壳形成之后能 否得到有效保存又直接与区域构造稳定性和地貌 演化过程紧密相关, 因此对风化壳和有关硫化物矿 床氧化带的年代学研究, 不仅有助于深入理解大陆 风化过程及矿床次生富集过程和机理, 而且能够提 供地球表层物质循环、 区域构造演化、 地貌形成过 程、 古气候古环境演化 (特别是新生代气候) 等方面 的重要信息[7-22]。然而, 由于风化作用一般都在较为 开放的体系中进行, 在风化剖面中难以获得适合 常规定年方法的次生矿物。因此, 最初风化年代 580地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2015 年 学的研究一般都基于风化壳与其上、 下地质体的 相对层序来确定, 但是这在多数情况下不能给出 准确的风化年龄[23]。寻找能直接测定风化壳年龄 的定年技术和适合于放射性同位素定年的表生矿 物一直是科学家的研究目标。 利用化学风化过程中形成的次生矿物放射性 同位素进行测年, 是风化剖面测年中最重要、 最可 靠、 种类最多的一类方法。近年来利用放射性同 位素定年的一个重要进展是, 表生黄钾铁矾 (明矾 石族矿物) K-Ar 及 40Ar/39Ar 定年技术在风化壳及 矿床氧化带中的成功运用[5-8,16]。这类矿物通过富 硫体系的风化化学反应而产生, 是金属硫化物矿 床氧化带中的一种常见矾类矿物, 可用于K-Ar及 40Ar/39Ar法直接定年, 为风化壳的形成和演化提供 直接和精确的年代学信息 [5-6,10-22]。20 世纪 60 年 代, 苏联学者开始运用表生过程中形成的某些具 有有效保存K和Ar能力的矾类矿物 (明矾石族矿 物) 进行K-Ar定年, 尝试解决风化壳及与其相关 的年代学问题[24]。直到20世纪90年代, 这方面的 研究并没有取得实质性的进展, 主要原因为 ① K-Ar 定年方法本身的局限性, 如所需样品量大、 不能有效识别样品中可能存在的过剩氩、 原生矿 物及多期矿物共存的现象; ②风化壳中的次生矿 物通常形成于近地表环境, 存在复杂的矿物组合 及共生次序, 且矿物晶体细小, 难以获得大量纯净 的、 完全不受原生矿物影响的定年矿物。1994年 Vasconcelos等[6]首次将 40Ar/39Ar法成功应用于表生 明矾石和黄钾铁矾定年中, 为风化壳测年问题的 最终解决带来了广阔的前景, 之后也有少数地区 开展过明矾石族的年代学研究[17-22]。在中国, 由于 这方面的工作一直是同位素年代学和矿床学研究 的难点和薄弱领域, 目前开展风化矿物40Ar/39Ar定年 研究非常少[25-28]。因此, 表生明矾石族矿物 40Ar/39Ar 年代学作为目前同位素年代学研究的前沿, 针对 其在定年方法及技术上存在的难点, 本文系统介 绍黄钾铁矾矿物 40Ar/39Ar同位素分析的基本流程, 包括野外样品采集及矿物识别、 样品的制备、 样品 的照射和 40Ar/39Ar法阶段加热分析。这是成功获 得表生黄钾铁矾 40Ar/39Ar年龄的关键。 1样品采集及矿物识别 风化剖面及许多地质环境都有表生黄钾铁矾 的存在, 它们常出现在矿床氧化带、 酸性矿井排水、 酸性土壤、 风化煤矿、 古土壤、 硅结壳、 盐湖沉积、 洞 穴沉积、 风化河流、 海岸阶地及三角洲沉积中[5-6]。 风化年代学的研究对象主要集中在硫化物矿床氧 化带上, 黄钾铁矾是此类氧化带中广泛分布的次生 矿物。在这些地方采样方便, 适宜的风化矿物容易 被找到。能否采集到黄钾铁矾矿床, 主要选择块状 硫化物矿床, 且矿床中黄铁矿与黄铜矿的比例大于 3 ∶ 1, 且围岩中含有云母、 长石等含钾矿物。 硫化物矿床氧化带中的氧化还原反应由上 到下垂向推进, 原生矿物的分解和新矿物的结晶析 出、 元素的迁移和沉淀均是矿物相与共存的饱含氧 化剂的近地表水之间起化学反应的结果, 因此造成 不同深度出现各具特色的矿物组合。这种化学反 应受Eh值、 pH值、 气候条件、 硫化物矿物种类和含 量、 围岩性质等的影响[29-30]。因此, 硫化物矿床在氧 化过程中自矿体向上形成明显的垂直分带现象。 在野外, 颜色是采集黄钾铁矾类样品最有用的方 法[6], 氧化带最上部是褐色或深褐色的铁帽, 下部黄 色的区域是黄钾铁矾亚带, 黄钾铁矾逐渐向针铁矿 过渡。而黄色区域包围绿色灰色的亚铁或铜的 硫酸类矿物组成的区域 (图版Ⅰ) 。肉眼观察黄钾 铁矾含量丰富的样品通常是明亮的黄色或黄褐色 的晶体, 或者晶体聚合物, 这些晶体的粒径通常是 几微米至12mm。 为了尽可能全面地恢复区域化学风化历史和 硫化物矿床的表生富集, 需要对风化壳剖面的不同 深度进行系统采样, 所以整个或大部分氧化剖面被 开采剥露出来含有适合定年的风化矿物的氧化带 是最合适的采样地点, 不仅易识别黄钾铁矾亚带, 也能采集到剖面不同高度的样品, 甚至采集到其他 可能用于定年的含钾风化矿物 (如斜钾铁矾、 绿钾 铁矾等) 。由于剥露条件限制, 这种理想情况可能 很难遇到, 这时除了在地表按不同高程系统采样 外, 还可以充分利用自然沟谷和峡谷地段所剥露的 天然剖面进行采样, 或者通过矿床开发之后呈现的 完整风化剖面或钻孔采样。采集地点确定后, 采集 样品时, 为了更准确地解释年龄, 需要重点考虑以 下因素[6] 采样地区所处的地形和地貌单元、 每个样 品在剖面中的具体位置、 样品的产状和矿物共生次 序、 风化矿物的成分组成、 矿物中元素的来源等。 在风化年代学的研究过程中, 采集到高纯度的 第 34 卷 第 23 期杨静等 风化矿物黄钾铁矾 40Ar/39Ar测年的基本方法 581 图版Ⅰ PlateⅠ a.新疆吐哈盆地硫化物矿床氧化带剖面 上部是褐色的铁帽, 下面的一个黄色层带为黄钾铁 矾亚带; b.新疆吐哈盆地矿床氧化带中形成于裂缝或洞穴中的黄钾铁矾手标本 风化矿物至关重要。通常表生黄钾铁矾矿物由以 下几种情况形成[5]。 (1) 由于风化溶液的过饱和沉淀形成 3Fe3K2SO42-6H2OKFe3SO42OH66H (2) 原生硫化矿石 (黄铁矿等) 就地氧化, 并伴 随有微小的结构破裂; 但有时候原生矿物未彻底风 化, 所以形成的矿物还可能保留着原生矿物的某些 外部特征 12FeS24K 3H 2O5O24KFe3SO42OH6 16SO42-36H (3) 氢氧化铁的K和SO42-交代作用, 这种方式 形成的矿物会有氢氧化铁等残留矿物 582地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2015 年 3FeOH32SO42-K3HKFe3SO42OH6 3OH- (4) 矿物的重结晶作用 有时候矿床热液形成 的黄钾铁矾和明矾石在风化溶液中重结晶形成黄 钾铁矾等。 以上由原生硫化物矿石氧化及氢氧化铁交代作 用形成的黄钾铁矾一般呈疏松多孔状、 块状、 土状 等, 通常矿物组成比较复杂, 包括Fe、 Cu的硫酸盐、 氢氧化物等, 同时可能混有未彻底风化的原生矿物, 因此要挑选出可定年的纯净黄钾铁矾矿物比较困 难。因此在野外采集黄钾铁矾样品时, 尽量采集由 风化溶液过饱和直接沉淀形成的矿物[5]。这类矿物 一般非常纯净, 没有原生矿物的残留且结晶程度高, 常形成于裂缝或洞穴中, 能够有效地避免原生矿物 (如石英、 云母等) 的混染, 是风化矿物 40Ar/39Ar定年 的首选对象, 但需要在野外详细地寻找 (图版Ⅰ-b) 。 2样品制备 2.1检验黄钾铁矾 首先将样品制成光薄片, 在偏光显微镜下观察 样品中是否含有黄钾铁矾, 初步查明样品的矿物组 成、 共生关系、 结构构造, 以及是否有原生矿物混 染, 尤其是云母、 石英、 长石等。 2.2镜下挑选 选择样品中黄钾铁矾含量最高的部分碎至40 60目, 筛选4060目样品。由于黄钾铁矾类样品可 能会溶于水, 所以用丙酮进行清洗去除矿物表面和 碎样过程中吸附的粉末和杂质等。这样用丙酮清 洗样品23次, 每次2min, 清洗样品的丙酮不浑浊 即可。烘干之后在双目镜下挑选深黄色、 具有玻璃 光泽的黄钾铁矾样品, 尽量选择纯净样品。然后, 再将样品碎到6080目, 用丙酮洗23次, 再一次挑 选纯净的黄钾铁矾样品, 通常挑选出来的样品在双 目镜下反复检查2遍, 将可能带有其他原生矿物的 颗粒去除。若镜下观察矿物中还是含有原生矿物, 再将样品碎至80100目, 重复上述步骤。这样挑 选出来的纯净矿物在超声波下用丙酮清洗, 以确保 矿物表面吸附的油污等有机物、 矿物表面吸附的粉 末等被清除, 挑选出纯净的黄钾铁矾, 如图版Ⅱ-a 所示。 在此步骤中, 如果风化作用不彻底, 有的样品 会含有非常细小的原生矿物 (如云母、 石英) , 并且 这种细小的原生矿物在镜下不易察觉, 即使把样品 碎至100目以下也难以去除这些原生矿物, 造成测 试年龄结果偏老。对于这类样品, Itaya等[31]试验使 用化学消化法消除粘土矿物、 铁的氧化物和氢氧化 物、 硅酸盐、 硫酸盐等带来的轻度污染, 但研究表 明, 去污染的同时也会造成明矾石和黄钾铁矾的部 分溶解, 以及K和Ar的部分丢失, 从而影响同位素 分析的精度, Vasconcelos[6]建议最好不用酸处理样 品。另外, 在样品处理过程中没有选择重液分离矿 物, 因为残留的有机物在实验室纯化过程中难以清 除, 使得氩气分压降低; 同时在Ar同位素测量过程 中, 质谱内的Sorb-AC 泵又继续吸收消耗有机气 体, 且需要经过较长的时间才能反应完, 影响Ar同 位素的分析。 2.3确定样品的纯净度、 结晶度等 从每个样品中选出若干颗粒, 利用 X 衍射分 析、 扫描电镜及电子探针分析进行物相分析、 形貌 观察和成分分析, 确定矿物组成、 结晶程度、 是否混 有原生矿物等[5-6]; X衍射分析用于确定样品的矿物 组成、 结晶程度和晶胞参数; 扫描电镜及电子探针 用于获得矿物的形貌、 晶体大小、 矿物化学成分 (尤 其是K含量) 等。之后选取样品纯净度高、 结晶程度 好、 含K丰富 (最好K含量1) 的样品进行快中子 照射 (图版Ⅱ-b) 。 3样品照射 样品提纯后, 用铝箔包样, 每个样品大概20 30mg, 然后将其与中子通量监测标准样品 (中国标 准黑云母ZBH-25, 采自中国北京房山花岗闪长岩 体中) 一起进行快中子照射。照射一段时间后用质 谱仪对其进行 Ar 同位素分析。标准样品年龄为 132.71.2Ma, K含量为7.596。快中子照射工作在 中国原子能科学研究院进行, 中子流密度约为6 1012n cm-2S-1。由于这类风化矿物Fe元素含量较高, 矿物经中子活化后成为含强放射性核素 60Co的危 险样品, 且硫化物经中子活化后具高放射性, 所以 经过实验室24h照射的样品, 放置时间会在1年以 上; 此外, 由于很多风化矿物细粒的特点, 长时间的 照射会对晶体结构造成过多的损伤及 39Ar的反冲丢 失, 所以照射时间不宜过长, 但也不宜过短, 时间过 短, 形成的 39Ar较少, 难以保证有足量的39Ar进行质 谱分析, 分析误差较大。Vasconcelos[6]认为, 照射时 第 34 卷 第 23 期杨静等 风化矿物黄钾铁矾 40Ar/39Ar测年的基本方法 583 间以514h为宜 (以OSU的Triga反应堆为例) , 所 以参考样品特点、 实验安全需求及仪器要求, 需要 合理地选择照射时间。 4 40Ar/39Ar质谱分析 风化矿物黄钾铁矾 40Ar/39Ar定年采用阶段加热 法。风化矿物黄钾铁矾 40Ar/39Ar质谱分析的难点主 要有2个方面 ①由于黄钾铁矾矿物是形成于近地 表的矿物, 其沉淀时处于与大气和风化溶液的平衡 体系中, 同时因其晶体细小、 总比面积大, 从而吸附 了大量的大气氩; 另外, 目前保存下来的风化壳往 往比较年轻, 且黄钾铁矾中K含量较低, 所以其中所 积累的放射成因 40Ar∗较少。这两方面因素使得40Ar∗ 的相对浓度太小, 阶段性表观年龄误差较大; ②黄 钾铁矾在加热过程中, 发生脱水及脱羟基作用, 释 放H2O, 然后发生脱磺酸基作用, 释放出SO2及SO; 这些释放的气体不仅会对质谱仪造成很大影响, 也 会造成Ar测试的不准确。因此, 在质谱测试之前需 要消除这些影响因素。 通常 40Ar/39Ar 定年系统由熔样系统、 全金属 超高真空纯化系统、 质谱仪分析及数据采集系统 组成。 (1) 熔样系统 样品可通过双真空熔样炉和CO2 激光进行熔样。双真空熔样炉以石墨为加热元件, Ta为坩埚, 用W/Re热电偶进行精确的温度控制, 基本不会产生过冲现象, 加热温度可达到1500℃; 也可用CO2连续激光进行熔样, 光斑直径为2mm, 最大输出功率为50W。在样品分析前, 须在100 150℃条件下对样品烘烤一段时间, 让其尽可能地 脱一部分挥发分。温度阶段的确定 熔样炉加热 时, 可参考Kula等[32]使用的温度阶段; 激光加热时, 可参考Vasconcelos[5-6,16-17]使用的激光功率。在同位 素分析过程中到底采用多高的温度或多大的激光 功率应随样品中矿物的结晶程度、 晶体大小及 K 图版Ⅱ Plate Ⅱ a.纯净的黄钾铁矾 (6080目) 镜下图片; b.纯净的结晶程度 较好的黄钾铁矾样品扫描电镜图像板状晶形 584地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2015 年 的含量而定。同时, 由于黄钾铁矾形成于近地表, 矿物中吸附了大量的大气成因Ar, 使得本来含量 就很少的放射性和核反应成因Ar的相对浓度变得 非常低; 所以在实验加热阶段设计最有利于放射 成因 40Ar∗及核反应成因39Ar释放的温度阶段, 可以 最大程度地获得有意义的 40Ar/39Ar年龄。本次以 Kula [32]的黄钾铁矾C7137测试结果为例, 分析Ar同 位素析出气体曲线 (图1) 最初的温度阶段 (150 285℃) 分析过程中, 有35.8的大气 40Ar (atm) 释放 出来, 而放射成因 40Ar∗只有0.75释放出来, 核反应 成因 39Ar只有0.93释放出来; 而且这些阶段中40Ar∗ 在 40Ar中所占的比例非常小。从385425℃, 有10 左右的大气 40Ar (atm) 释放出来, 而放射成因40Ar∗与 核反应成因 39Ar也开始缓慢地释放, 这期间40Ar∗在 40Ar中所占的比例也增加;450475℃, 虽然也有部 分 40Ar (atm) 释放出来, 但是40Ar∗在40Ar中所占的比 例显著增加 分别为 59.3和 43.3; 当温度到达 500、 550与600℃时, 由于90以上的 40Ar (atm) 已经 被释放出来, 这3个阶段的 40Ar (atm) 的释放量非常 少, 其释放的 40Ar∗在40Ar 中所占的比例分别为 89.97、 94.02和94.67。综上可知, 40Ar (atm) 与 40Ar∗和39Ar的累积释放曲线具有显著的差异。因 此, 在实验室分析测试时, 争取在加热温度较低的 加热阶段尽可能释放大气Ar, 而放射性成因及核反 应成因Ar同位素在高的温度阶段释放出来, 这样可 以大大提高分析精度, 获得有意义的 40Ar/39Ar年龄, 需要实验室进行大量的分析测试试验。 另外, 在用激光对黄钾铁矾进行加热时, 会产 生一种 “爆米花效应” the popcorn effect, 使得所有 矿物进行均匀受热变得比较困难, 这也是激光加热 法的一个难点[6]。 (2) 纯化系统 为了消除H2O、 SO2、 SO及矿物 中可能吸附的其他气体的影响, 系统中使用了2套 纯化设备, 分别为冷阱和锆铝泵。冷阱的工作温度 设置在-130℃, 主要用于去除系统中的H2O、 CO2、 部分有机蒸汽及其他一些活性气体; 锆铝泵的一个 工作温度为室温, 主要用于吸附H2; 另一个工作温度 图1黄钾铁矾样品C7137的Ar同位素在不同 温度下的累积释放曲线 Fig. 1Cumulative release curve of Ar isotopes during incremental heating experiment of jarosite sample C7137 图2无冷阱纯化a和有冷阱纯化b的 40Ar零回归曲线[6] Fig. 2Linear evolutions of 40Ar without use of a cryocooling device a and with use of a cryocooling device b 第 34 卷 第 23 期杨静等 风化矿物黄钾铁矾 40Ar/39Ar测年的基本方法 585 约为400℃, 主要用于N2、 CO、 O2、 碳氢化合物等。 Vasconcelos [6]给出了冷阱对气体纯化的重要性。如图 2所示 没有冷阱纯化时零回归曲线的线性不是很好, 有冷阱纯化时线性非常好, 所以在锆铝泵之前加 入-130℃的冷阱进行纯化。加热样品释放出的气 体, 必须经过纯化系统去除各种活性气体之后, 才 可以进入质谱分析。 (3) 质谱测量 将纯化后的气体导入GV5400质 谱仪做静态Ar同位素质谱分析, 扫描顺序为 36Ar、 37Ar、38Ar、39Ar、40Ar, 质谱峰循环测定10次。 (4) 数据采集 同时用电子倍增器和法拉第杯 接收数据, 用峰顶的平均值减去基线的平均值来获 取Ar同位素数据, 每个峰值均采集10组数据。 (5) 数据处理 用Anthony Koppers编写的Ar-Ar 软件ArArCALC[33]进行年龄计算和作图, 所有数据在 回归间零点值进行空白本底校正、 质量歧视校正、 大 气氩校正和干扰同位素K和Ca的校正[34],衰变常数采 用λ 5.5430.01010-10a-1。 利用以上实验步骤对一个黄钾铁矾样品进行了 40Ar/39Ar阶段加热分析, 采用双真空熔样炉进行加 热。从图3可以看出, 在误差范围内坪年龄与对应的 反等时线年龄基本吻合, 40Ar/36Ar初始比值在误差范 围内与大气值 (295.5) 差别很小, 说明样品中没有过 剩氩; 样品中 39Ar的反冲作用不明显, 因此获得的 40Ar/39Ar年龄可靠。 5结语 近年来, 40Ar/39Ar测年法在表生黄钾铁矾和风 化壳年代学研究领域的成功应用, 为大陆化学风化 过程及矿床次生富集、 地貌演化、 古气候古环境演 变等重大地质问题的研究提供了新的思路和技术 支撑。风化矿物 40Ar/39Ar定年作为目前风化壳测年 方法中最可靠和最有潜力的一种方法, 具有广泛的 应用前景。而科学、 严格的样品采集、 前处理、 分析 测试及综合分析是成功获得表生黄钾铁矾 40Ar/39Ar 年龄的关键。虽然表生含钾硫酸盐 40Ar/39Ar定年已 经获得了一部分高精度的年龄, 但是这种定年技术 还需要不断的发展 如近年有学者认为HF对黄钾铁 矾进行前处理能得到很纯净的黄钾铁矾, 矿物的前处 理方法等需要进一步优化; 样品快中子照射条件需要 进一步探索优化, 甚至需要寻找替代辐照源 (如氘源) 照射样品以便降低放射性污染; 气体净化也是该定年 方法能否成功的关键步骤, 需要设计更为简洁、 有效 的气体净化系统等。另外, 目前已有的研究仅集中在 黄钾铁矾和明矾石, 但是仅通过一种矿物要得到风化 壳和硫化物矿床氧化带较为全面的风化信息不太现 实。除黄钾铁矾 (与明矾石) 外, 氧化带中还存在大量 其他的表生含K矿物 (如绿钾铁矾、 高铁叶绿矾、 斜钾 铁矾等) , 能否用于 40Ar/39Ar年代学研究, 还有待于更 多的研究。 致谢 感谢中国地震局地质研究所王伟涛、 于 红梅副研究员在野外及实验过程中给予的帮助, 感 谢审稿专家对本文提出的宝贵意见和建议。 参考文献 [1]Ruddiman W F. Earths Climate Past and Future[M]. W H. Free⁃ man and Company, New York, 2001 465. [2]Deepthy R, Balakrishnan S. Climatic control on clay mineral a⁃ tion evidence from weathering profiles developed on either side of 图3一个黄钾铁矾样品的年龄坪与其对应的反等时线 Fig. 3Age spectra and inverse isochron of a jarosite sample 586地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2015 年 the Western Ghats[J]. J. Earth Syst. Sci., 2005, 114 545-556. [3]Elliott W C, Savin S M, Dong H L, et al. A paleoclimate interpreta⁃ tion derived from pedogenic clay minerals from the Piedmont Prov⁃ ince, Virginia[J]. Chem. Geol., 1997, 142 201-211. [4]Girard J P, Freyssinet P, Morillon A C. Oxygen isotope study of Cayenne duricrust paleosurfaces implications for past climate and lat⁃ erization processes over French Guiana[J]. Chem. Geol., 2002, 191 329-343. [5]Vasconcelos P M. K-Ar and 40Ar/39Ar geochronology of weathering processes[J]. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 1999, 27 183-229. [6]Vasconcelos P M. 40Ar/39Ar geochronology of supergene processes in ore deposits[J]. Rev. Econ. Geol., 1999, 12 73-113. [7]Ashley R P, Silberman M L. Direct dating of mineralization at Gold⁃ field, Nevada, by potassium- argon and fission- track s[J]. Econ. Geol., 1976, 71 904-924. [8]Alpers C N, Brimhall G H. Middle Miocene climatic change in the Atacama Desert, northern Chile Evidence from supergene mineral⁃ ization at La Escondida[J]. Geological Society of America Bulletin, 1988, 100 1640-1656. [9]Bird M I, Chivas A R, McDougall I. An isotopic study of surficial al⁃ unite in Australia 2. Potassium-argon geochronology[J]. Chem. Ge⁃ ol., 1990, 80 133-145. [10]Clark A, Tosdal R, Farar E, et al. Geomorphologic environment and age of supergene enrichment of the Cuajone, Quellaveco, and Toquepala Porphyry Copper Deposits, Southeastern Peru[J]. Eco⁃ nomic Geology, 1990, 851604-1628. [11]Arehart G B, Oneil J R. Western US continental climate record since 30 Ma as recorded in alunite Comparison with the marine re⁃ cord[J]. Geol. Soc. Am., 1992, 24 Abstr Programs 268. [12]Rye R O, Bethke P M, Lanphere M A, et al. Age and stable isoto⁃ pic systematics of supergene alunite and jarosite from the Creede mining district, Colorado Implications for supergene processes and Neogene geomorphic evolution and climate of the southern Rocky Mountains[J]. Geol. Soc. Am., 1993, 25 Abstr Programs 274. [13]Cook S S. The geologic history of supergene enrichment in the porphyry copper deposits of southwestern North America[D]. Dis⁃ sertation for the Doctor Degree University of Arizona, 1994. [14]Sillitoe R H, McKee B H. Age of supergene oxidation and enrich⁃ ment in the Chilean porphyry copper province[J]. Economic Geol⁃ ogy, 1996, 91 164-179. [15]Virtue T L. Geology, mineralogy, and genesis of supergene enrich⁃ ment at the Cananea porphyry copper deposit[D]. Dissertation for the Master Degree. Univ. Tex. El. Paso., 1996 1-261. [16]Vasconcelos P M, Brimhall G H, Becker T, et al. 40Ar/39Ar analysis of supergene jarosite and alunite implication to the paleoweather⁃ ing history of western US and West Africa[J]. Geochim et Cosmo⁃ chim Acta, 1994, 58 401-420. [17]Vasconcelos P M, Conroy M. Geochronology of weathering and landscape evolution, Dugald River vally, NW Queensland, Australia [J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2003, 67 2913-2930. [18]Mote T I, Becker T A, Renne P, et al. Chronolgy of exotic miner⁃ alization at El Salvador, Chile, by 40Ar/39Ar dating of copper wad and supergene alunite[J]. Economic Geoloogy, 2001, 96 351-366. [19]Bouzari F, Clark A H. Anatomy, evolution, and metallogenic signif⁃ icance of the supergene ore body of the Cerro Colorado Porphyry Copper Deposit, I Region, Northern Chile[J]. Economic Geology, 2002, 97 1701-1740. [20]Quang C X, Clark A H, Lee J K W, et al. 40Ar/39Ar ages of hypo⁃ gene and supergene mineralization in the Cerro Verde-Santa Rosa porphyry Cu-Mo cluster, Arequipa, peru[J]. Economic Geology, 2003, 98 1683-1696. [21]Quang C X, Clark A H, Lee J K W, et al. Response of supergene processes to episodic cenozic uplift, pediment erosion and ignim⁃ brite eruption in the porphyry copper province of southern peru[J]. Economic Geology 100, 2005 87-114. [22]Araibia G, Matthews S J, Perez de Arce. K-Ar and 40Ar/39Ar of su⁃ pergene process in the Atacama Desert, No