第四纪重要火山喷发事件高精度40Ar/39Ar年代学研究

Dating on young volcanic rocks and ashes plays an important role in volcanology, magnetostratigraphy, biostratigraphy, paleoanthropology, and climate studies. It is still a challenge work due to many limitations such as detecting small amount of radiogenic isotopes and tiny excess argon. Our work will pay more attention on improving precision and accuracy on 40Ar/39Ar dating by new generation HR multi-collector noble gas mass spectrometer. Recent advances in laboratory procedures and instrumentation commonly result in precision and accuracy that allow for complementing and validating other chronometers. Cross calibration and improving the precision as well as accuracy of these methods will be a main task in this work. We will focus on the development of method, excess argon effect and finally improve the accuracy and precision of our dating results. Our research will focus on the young samples from Changbaishan and three important volcanic eruptions in the world, mainly by single grain incremental heating 40Ar/39Ar method to solve the problem that always constrains our Quaternary volcanoes study. It will play an important role to achieve the main goal of Earthtime-CN, as well as provide dating tools for high resolution time and rate study in Earth Sciences.

第四纪火山沉积地层高精度定年对人类的起源与进化、地质年表建立、古环境演化、火山灾害、岩浆演化及地球动力学等研究非常重要。由于年轻样品放射性成因子体积累较少，微量的过剩氩极难识别，年轻火山沉积地层精确定年一直是地质年代学中最具挑战性的课题之一。我们以全球广泛关注的第四纪重要火山喷发事件为对象，利用新型高分辨多接收稀有气体质谱进行高精度40Ar/39Ar年代学研究，重点提高年轻样品定年精度和准确度的问题，确定影响高精度定年的因素，扩展年轻火山岩定年范围。通过创新的的方法学、实验室间的对比研究提高国内40Ar/39Ar年代学水平。通过高精度年代学研究进一步解析全球重要大喷发及地磁事件定年结果的复杂性。该研究对实现“地时-中国（Earthtime-CN）”计划中40Ar/39Ar年代学关键目标起重要推动作用，为地球科学中高精度时间和速率研究提供技术手段。

第四纪火山沉积地层定年对人类起源与进化、地质年表建立、古环境演化、火山灾害、岩浆演化及动力学具有非常重要的意义。目前Ar/Ar法是年轻火山岩定年最主要的方法，由于年轻样品放射性子体积累较少，微量过剩氩难以识别等，Ar/Ar法对年轻样品的定年也存在不少挑战，最主要的是定年精度和准确度的问题。我们以全球及我国重点关注的第四纪火山为重点，创新设计了样品前处理系统，结合新型多接收稀有气体质谱，开展高精度Ar/Ar定年的研究，同时利用U-Th/He法及无稀释剂K-Ar法，对关键样品进行对比研究，探索过剩氩的影响。我们建立了适合多种样品定年的纯化系统，尤其是针对年轻样品进行了优化，使得系统不仅能够测定微量样品，也能够对大量样品进行分析，基于此系统显著提高了透长石样品及火山岩基质定年精度，明确了影响定年精度的主要因素及应对方法。通过Ar/Ar和U-Th/He定年研究，揭示了透长石颗粒中存在微量的过剩氩，通过单颗粒样品阶段升温实验确定了我国长白山天池火山气象站期火山精确喷发时代，这是迄今为止发现的最新的地磁极性事件的熔岩记录，具有全球对比意义。通过Ar/Ar和无稀释剂K-Ar法，实现了晚更新世玄武岩基质的精确定年，这为我国第四纪火山定年提供了良好的工具，有利于火山及地球动力学的深入开展。