锆石裂变径迹辐照退火研究新进展

张振伟

（1.兰州大学 地质科学与矿产资源学院，甘肃 兰州730000；2.中国科学院青藏高原研究所 大陆碰撞实验室，北京100101）

近些年来，锆石以其抗物理化学稳定性和富含铀元素被广泛用于热年代学研究，是重要的副矿物之一。其广泛分布于岩浆岩、变质岩，以及以碎屑形式存在于沉积岩中。锆石，化学式ZrSiO4，属四方晶系，密度、硬度、稳定性都较大。天然锆石因α衰变而变质，形成蜕晶质状态。自从Fleischer等[1]首次将裂变径迹引入地质年代学研究，地质学发展迅速。随后，人们发现，随着温度的升高，裂变径迹的密度减小，长度变短，甚至消失，这种现象称之为退火。根据可蚀刻裂变径迹的长度，随着温度和时间的变化而变化，以此来重建地质热历史。随着离子辐照在矿物、陶瓷中的模拟研究的发展[2-6]，辐射增强退火的研究也有了很大的突破。其中，Ouchani等[7]用220KeVPb离子模拟α反冲核，在氟磷灰石中，产生α反冲损伤，然后用He辐照，发现He使损伤缺陷退火。之后，Hendriks和Redfield[8，9]在研究芬诺斯坎底亚的磷灰石裂变径迹时发现，其年龄比磷灰石（U-Th）/He要小，根据对裂变径迹异常年龄的解释，提出了考虑辐射增强退火的必要性。Li等[10]用1MeVKr2+模拟α反冲核，400KeVHe+模拟α粒子，在磷灰石中，应用透射电子显微镜清晰地观察到He+使Kr2+产生的缺陷损伤退火，进一步地说明了α粒子诱导α反冲缺陷的退火效应。最近，Li等[11]同样用离子径迹模拟裂变径迹，观察到α反冲核能够诱导裂变径迹退火，并且这一现象在锆石中要比磷灰石中更加明显。但这毕竟……