所属系统：地质年代学测定系统
实验室位置：地2楼205
实验室主任： 王非 研究员
实验室简介
40Ar/39Ar和(U-Th)/He年代学实验室拥有多台先进的稀有气体质谱仪和激光探针系统，是国内重要的年代学和热年代学研究平台。40Ar/39Ar法是年代学中的重要手段，测年范围从46亿年的陨石到数千年的火山岩，研究领域涉及地球与行星科学的多个方面，例如行星演化，板块运动、岩浆活动、成矿机制、古环境与气候、考古研究等；测年物质广泛，几乎涵盖了所有的的含钾矿物；测年精度高，是确定地质年表及地磁极性年表时标的主要手段。 (U-Th)/He是近三十年来快速发展起来的低温（热）年代学方法，其成功应用大大延伸了中低温热年代学（如40Ar/39Ar，裂变径迹）的温度下限，使其在新构造地质、地貌演化、环境变迁等重大地质问题的研究中具有广阔的应用前景。
长期以来，我们始终把提高定年精度作为主线，加强优势领域的研究，发挥40Ar/39Ar法的独特优势，拓展新的应用方向，建立新的国际标准样品，建设高水平的实验室平台。目前实验室超低的本底水平使得我们能进行微量样品的定年及（超）年轻样品的40Ar/39Ar定年，成为实验室的重要特色之一；同时秉承理论-实验-模拟的理念，发挥40Ar/39Ar热年代学定量的优势，为地质过程热历史的恢复提供最佳模拟手段，进而为深部动力学机制研究提供定量制约。近期结合特提斯演化这一综合科学问题，实验室培育了造山带演化、成矿机制、新生代地貌地形演化历史研究等重要发展方向。
实验室自建立伊始，一直坚持开放共享的理念，成为全球开放的年代学和热年代学知名研究平台，为国内外的地质学家提供了广泛的实验研究；鼓励学生和研究人员到实验室开展研究工作，实地参与样品分析、数据处理和结果解释；广泛参与国际交流，2013年成功举办了Ar-Ar和(U-Th)/He国际研讨会，主持了由澳大利亚Curtin大学、法国国家科研中心、台湾大学、法国蒙彼利埃大学等Ar-Ar实验室参与的国际实验室对比标定计划。
人员组成：
王 非 实验室主任，博士，研究员，负责实验室研究发展方向及实验室管理
办公室：地3楼（综合楼）410室
传 真： 010-62010846
电子信箱：wangfei@mail.iggcas.ac.cn
杨列坤 博士，副研究员，新实验方法及应用开发，仪器功能改造及维护
办公室：地3楼439室
电子信箱： liekunyang@mail.iggcas.ac.cn
吴 林 博士，高级工程师，负责U-Th/He年代学分析测试，接收样品，数据处理及发放
办公室：地1楼208
电 话：010-82998560
电子信箱： wulin08@mail.iggcas.ac.cn
师文贝 博士，高级工程师 ，负责常规及微区Ar-Ar年代学分析测试，仪器运行维护，数据处理及发放
办公室：地1楼208
电 话： 010-82998560
电子信箱：shiwenbei@mail.iggcas.ac.cn
王银之 博士，工程师 ，负责样品接收及辐照，年轻样品分析测试，仪器运行维护，数据处理及发放
办公室：地1楼208
电 话： 010-82998560
电子信箱：wangyinzhi@mail.iggcas.ac.cn
实验设备：
1） Noblesse 稀有气体质谱仪 （英国Nu Instruments公司），2014年安装，Noblesse采用高效率NIER离子源，新颖的多接收器设计，自动变焦离子镜，先进的仪器控制系统，数据采集和处理系统，显著提高了同位素比值的分析精度，主要应用于激光微量及微区原位Ar-Ar定年和（超）年轻样品的定年。
2）MM5400 稀有气体质谱仪（英国GV 公司），2003年安装，具有低本底、高灵敏度和适中的分辨率，主要用于常规阶段升温Ar-Ar定年和热年代学实验模拟研究。
3）Argus VI 稀有气体质谱仪（Thermo Fisher Scientific公司），2022年安装。ArgusVI是针对氩同位素分析设计的小体积多接收质谱仪。仪器根据氩同位素丰度配备了不同的法拉第杯高阻以及电子倍增器，结合独特的离子束偏转技术可以实现动态多接收以及36Ar等小信号同位素的高精度测量。
4）Photon Machine公司 Analyte G2激光剥蚀系统，配备紫外193nm准分子激光器，2014年安装，用于激光微区原位Ar-Ar定年。
5）美国New Wave 公司MIR10红外激光熔样系统，2004年安装，主要用于单颗粒及多颗粒矿物激光全熔或阶段升温Ar-Ar定年。
6）美国Teledyne Photon Machines公司的10.6 Fusion CO2激光熔样系统，2020年安装，主要用于阶段升温或单颗粒全熔Ar-Ar定年。
7）美国Teledyne Photon Machines公司的二极管激光熔样系统，2020年安装，主要用于群体矿物的阶段升温Ar-Ar定年。激光配备了红外测温系统，可实时监测加热过程的温度变化。
8）澳大利亚科学仪器公司 AlphachronTM He同位素提取系统及四级杆质谱仪，借助精确标定的3He稀释剂，能够准确测定4He的绝对含量，本底低至0.0015 ncc STP
9） Thermo Fisher X2 系列 电感耦合等离子质谱用于U、Th同位素测试，可同时进行U-Pb定年和微量元素分析
10）Resonetics M-50 准分子激光剥蚀系统，最大能量200 mJ（锆石的原位分析通常用90 mJ）用于锆石原位微区分析，是激光原位锆石(U-Th)/He和U-Pb双定年的重要工具
11) 澳大利亚Autoscan公司最新Trackscan裂变径迹测试系统，硬件基于蔡司M2m自动显微镜和高精度电控载物台，软件为墨尔本大学开发的控制软件TrackWorks和离线处理软件FastTracks。
12）司特尔LaboSystem自动研磨抛光机，可精确控制磨盘和机头转速以及单点压力。用于裂变径迹、原位Ar-Ar和 (U-Th)/He的样品前处理。
实验室应用或开发的主要方法
实验室建立了完整的Ar-Ar、裂变径迹和(U-Th)/He年代学技术体系。其中Ar-Ar定年包括常规阶段升温、矿物单颗粒全熔或阶段升温、激光微区原位（通常50-150微米）技术，定年矿物涵盖碱性长石、斜长石、云母，角闪石等常见造岩矿物及火山岩基质，针对不同地质研究的需求设计了相应的实验流程。裂变径迹定年使用激光法（LA-ICP-MS），完成自发裂变径迹的统计后，使用激光LA-ICP-MS方法测定铀含量，计算年龄，结合径迹长度信息恢复地质体的热演化历史。该方法与传统的外探测器法相比避免了中子辐照，极大提高了分析的效率。(U-Th)/He定年方法目前主要包括磷灰石和锆石的单颗粒溶液法定年，锆石的激光原位(U-Th)/He和U-Pb双定年。
主要应用领域：
（1）火山岩及火山沉积地层定年：快速冷却的火山岩是40Ar/39Ar法良好的定年对象，可为地层划分以及火山活动研究提供可靠的年龄约束；
（2）构造－热年代学：发挥Ar-Ar和(U-Th)/He的优势，利用不同矿物的冷却年龄结合其封闭温度，或利用具有多重扩散域特征的特殊矿物，恢复中上地壳侵入岩及变质岩的冷却历史，探索岩体抬升、地形演化过程；
（3）微区年代学：利用<10μm的紫外激光探针测定单颗粒矿物内部的气体同位素浓度分布，为地质体热历史和变质变形过程提供有力的微区研究手段；
（4）稀有气体（如He、Ar）扩散机制的研究，探索气体扩散和温度的关系、矿物封闭机制，架起实验和地质过程的桥梁。
送样要求及联系人：
Ar-Ar定年送样要求：
新鲜含钾矿物（如碱性长石、斜长石、云母、角闪石、火山岩基质等），粒度40-60目或60-80目，样品纯净，重量200mg以上，特殊矿物定年、原位微区定年和超年轻地质体定年请联系实验室工作人员。
（U-Th）/He定年送样要求：
样品分析采用单颗粒熔融法，每个样品分析3-5个颗粒， 测试矿物主要为磷灰石和锆石。要求矿物晶体新鲜、自形好，磷灰石和锆石宽度通常不少于70微米，长度大于100微米。每个样品要求20-50个自形晶体颗粒。如需进行锆石(U-Th)/He和U-Pb双定年，用户需自行制靶（Teflon靶，环氧树脂锆石靶在提取4He时会影响系统的真空度以及本底）并拍摄阴极发光图像，并且自行选取激光剥蚀位置。为获得颗粒完整的磷灰石或锆石，鼓励用户亲自碎样、选矿。
运行措施：
实验室开放运行，科研人员和研究生可以自己上机操作与处理数据，实验室负责培训。
收费标准：
Ar-Ar：
|
|
常规阶段加热 |
激光单颗粒熔融 |
激光原位定年 |
|
所内 |
8000元/样品 |
8000元/样品 |
400元/点 |
|
所外 |
10000元/样品 |
10000元/样品 |
500元/点 |
U-Th/He:
|
|
磷灰石锆石常规单颗粒溶液法 |
(U-Th)/He和U-Pb双定年 |
|
所内 |
1500元/颗粒 |
400元/点 |
|
所外 |
2000元/颗粒 |
500元/点 |
研究成果：
1) Wu L., Wang F., Zhang Z.Y., Shi G.H., Dani？ík M., He D.F., Sun J.B., Wang Y., Shen X.M., Zaw T., 2021, Reappraisal of the applicability of MK-1 apatite as a reference standard for (U-Th)/He geochronology, Chemical Geology, 575, 120255.
2) Chu Y., Allen M., Wan B., Chen L., Lin W., Talebian M., Wu L., Xin G.Y., Feng Z.T., 2021, Tectonic exhumation across the Talesh-Alborz Belt, Iran, and its implication to the Arabia-Eurasia convergence, Earth Science Reviewes, 221, 103776. DOI: 10.1016/j.earscirev.2021.103776.
3) Wang Y.Z., Wang F., Wu L., Zhang Z.Y., Shi W.B., Yang L.K., 2021, Differential post-mineralization thermal evolution of the Jiaodong and Liaodong areas, Eastern China: An indicator of regional tectonic activity, Gondwana Research, DOI: 10.1016/j.gr.2021.11.006
4) Xiang D.F., Zhang Z.Y., Zack T., Chew D., Yang Y.H., Wu L., Hogmalm J., 2021, Apatite U–Pb dating with common Pb correction using LA–ICP–MS/MS, Geostandard and Geoanalytical Research, 45(4), 621-642, DOI: 10.1111/ggr.12404.
5) Wang N., Zhang Z.Y., Malusà M.G., Wu L., Chew D., Zhang J.E., Xiang D.F., Xiao W.J., 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.
6) Gong L., Kohn B.P., Zhang Z.Y,, Xiao B., Wu L., Chen H.Y., 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. DOI: https://doi.org/10.5382/econgeo.4812.
7) Wu L., Wang F., Yang J.H., Wang Y.Z., Zhang W.B., Yang L.K., & Shi, W.B., 2020.,Meso-Cenozoic uplift of the Taihang Mountains, North China: Evidence from zircon and apatite thermochronology. Geological Magazine, 157(7), 1097-1111.
8) Wang Y.Z., Wang F., Shi W.B., Yang L.K., Wu L., 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.
9) Shi W.B., Wang F., Yang L.K., Wu L., Wang Y.Z., Zhang W.B., 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.
10) Shi W.B., Wang F., Wu L., Yang L.K., Wang Y.Z., Shi G.H., 2020. Geologically Meaningful 40Ar/39Ar Ages of Altered Biotite from a Polyphase Deformed Shear Zone Obtained by in Vacuo Step-Heating Method: A Case Study of the Waziyü Detachment Fault, Northeast China, Minerals, 10, 648; doi:10.3390/min10080648.
11) Wu L., Shi G.H., Dani？ík M., Zhang Z.Y., Wang Y.Z., Wang F., 2019, MK-1 apatite: A new potential reference material for (U-Th)/He dating, Geostandard and Geoanalytical Research, 43(2), 301-315.
12) Wang F., Shi W.B., Zhang W.B., Yang L.K.,, Wu L., Wang Y.Z., Zhu R.X., 2019, A new approach of unspiked K-Ar dating using laser fusion on microsamples, Rapid Communications in Mass Spectrometry, 36(6): 587-599. DOI:10.1002/rem.8385.
13) Wu L., Monié P., Wang F., Lin W., Ji W.B., Yang L.K., 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.
14) Shi W.B., Wang F., Yang L.K., Wu L., Zhang W.B., 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.
15) Shi, W.B., Wang, F., Wu, L., Yang, L.K., Zhang, W.B., Wang, Y.Z., 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.
16) Wang Y.Z., Wang F., Wu L., Shi W.B., Yang L.K., 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.
17) Wu L., Liu Y., Wang F., Zeng L., Yang L.K., Tian Y.T., Zhang W.B., 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, DOI: 10.1086/693094.
18) Wang F., Shi W.B., Zhang W.B., Wu L., Yang L.K., Wang Y.Z., and Zhu R.X., 2017, Differential growth of the northern Tibetan margin: evidence for oblique stepwise rise of the Tibetan Plateau, Scientific Reports, DOI: 10.1038/srep41164
19) Wu L., Monié P., Wang F., Lin W., Ji W.B., Bonno M., Münch P., Wang Q.C., 2016, Cenozoic exhumation history of Sulu terrane: Implications from (U–Th)/He thermochrology. Tectonophysics, 672–673, 1-15,DOI：10.1016/j.tecto.2016.01.035
20) Wang F., Feng H.L., Shi W.B., Zhang W.B., Wu L., Yang L.K., Wang Y.Z., Zhang Z.G., Zhu R.X., 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, doi: 10.1016/j.tecto.2016.03.001.
21) Wu L., Wang F., Lin W., Wang Q.C., Yang L.K., Shi W.B., Feng H.L., 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.
22) Yang L.K., Wang F., Feng H.L., Wu L., Shi W.B., 2014. 40Ar/39Ar geochronology of Holocene volcanic activity at Changbaishan Tianchi volcano, Northeast China. Quaternary Geochronology, 21, 106-114.
23) Wang F., Jourdan F., Lo C.H., Nomade S., Guillou H., Zhu R.X., Yang L.K., Shi W.B., Feng H.L., Wu L., Sang H.Q., 2014, YBC sanidine: A new standard for 40Ar/39Ar dating. Chemical Geology, 388, 87-97.
24) Wang F., Wang Q.C., Lin W., Wu L., Shi W.B., Feng H.L., Zhu R.X., 2014. 40Ar/39Ar geochronology of the North China and Yangtze Cratons: New constraints on Mesozoic cooling and cratonic destruction under East Asia. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 119, doi: 10.1002/2013JB10708.
25) Wang F., Zhu R.X., Hou Q.L., Zheng D.W., Yang L.K., Wu L., Shi W.B., Feng H.L., Sang H.Q., Zhang H.Y., Liu Q., 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