有限232Th高U牙化石磷灰石的初始值鉴定及成岩作用对U-Pb定年的影响及喇嘛沟动物群的地层意义

【作者】 张普； 李扬幡； 华洪； R.Lawrence Edwards；

【机构】 成都理工大学； 西北大学； 美国明尼苏达大学；

【摘要】 本文首次应用U-Pb定年法确定晚中新世哺乳动物区系的地质年龄。在中国北方发现了5个含晚中新世哺乳动物的化石层。这些化石层中含有最常用的固定时间指示化石——斑马龙化石标本。然而,化石带的地质年代仍有争议。对晚中新世的沉积岩和化石进行绝对定年仍然很少见,这主要是由于合适的绝对定年技术和样品的成岩蚀变带来的困难。三趾马牙齿化石中的生物磷灰石(碳酸羟基磷灰石)含铀,具有较高的μ值(初始值为238U/204Pbi),Th含量有限,因其抗成岩蚀变而保持相对不变。本文首次在陕西府谷王大夫梁剖面采集了6个贾氏三趾马(Hipparion chiai)和长颈鹿Samotherium sp.(NWU)、犀牛Rhinoceros等3个物种的牙齿化石,并采用U/Pb法对其进行了年代测定,获得了绝对年龄。二维和三维线性回归结果的差异可以作为初始Pb同位素组成和成岩作用是否影响化石U-Pb年龄的评价指标。当年龄结果与2D和3D在误差范围内一致时,我们通常选择MSWD较低的年龄。当年龄结果存在误差范围内的有限差异时,如果是由于初始值不同,通常2D和3D的MSWD差异较大,则我们选择2D和3D中MSWD较小的年龄作为化石的最终可能年龄。当2D和3D年龄存在较大差异时,如果是由于成岩作用较晚,无论2D和3D均存在较大的MSWD差异,当将2D和3D初始Pb值设置为与化石同一层的实测碳酸盐结核Pb值时,我们选择MSWD较低的年代作为可能的化石年龄。6个马牙齿化石的U-Pb测年范围为6.87±0.13 Ma～7.71±0.39 Ma (2 s),平均为7.26 Ma。该结果为解决中国北方晚中新世贾氏三趾马-巨鬣狗-和政羊-陕西旋角羚标准化石带(指数化石组合)的年代争议提供了新的依据。该带可能是8-7 Ma,而不是争议的10-9 Ma。化石的U-Pb绝对定年给生物地层学带来了一场新的革命,并建立了亚千年时间尺度的沉积层序年代学,特别是那些缺乏连续沉积环境背景支持的新生代化石库。更多还原