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40Ar/39Ar定年方法是上个世纪60年代在K-Ar法基础上发展起来的同位素定年方法,40Ar/39Ar定年的基本原理是39K经过中子活化后产生39Ar,40K衰变产生40Ar,而自然界中40K/39K为常数,于是在实验室测出样品中各Ar同位素含量后,即可计算出放射性子体40Ar和放射性母体40K的含量,根据40K同位素衰变与时间的关系便能得到所测样品的年龄。由于测试精度高、可以解释Ar同位素体系在矿物颗粒内的分布,给出更多的地质信息得到了广泛的应用。
40Ar/39Ar实验室设备包括熔样系统、纯化系统和分析系统;文中用到的具体实验方法包括阶段升温法和激光单颗粒熔融法,实验数据用软件ArArCALC处理。
热河生物群包括了早白垩世几乎所有主要的陆相和湖湘代表性脊椎动物、无脊椎动物和花类,它为研究鸟类、被子植物和哺乳动物提供了绝好的素材,并因此而享誉中外(Zhou et al.,2003)。长期以来,热河生物群被划分为义县组和九佛堂组(张弥曼等,2003; Zhou et al.,2003),最近研究表明热河生物群经历了早期、中期和晚期三个演化阶段,分别对应大北沟组、义县组和九佛堂组(Chen,1999)。虽然已有不少义县组和大北沟组年代学研究,但是陆家屯层、金刚山层和大北沟组的准确年龄仍较欠缺,本文用40Ar/39Ar激光单颗粒熔融方法对大北沟组化石层凝灰岩夹层中钾长石进行定年,从25个钾长石单颗粒的测试中得到凝灰岩夹层年龄为127.2±0.9Ma;对与大北沟组相关的红千沟剖面地层定年,得到其年龄为134.5±1.2Ma。同样的方法对陆家屯层定年,对14个钾长石单颗粒的测试得到陆家屯层年龄为124.1±1.1Ma。用40Ar/39Ar双真空石墨炉阶段升温法对金刚山层定年,坪年龄为123.7±0.7Ma,等时线年龄为123.4±0.8Ma。因此,热河生物群演化早期和中期均属于早白垩世。结合前人研究成果可知,热河生物群演化至少包含了早白垩纪134.5~120Ma的地质历史阶段,这为研究热河生物群的演化建立了初步的地质年代学框架,为热河生物群演化的进一步研究提供了年代依据。