重新审视鱼峡谷正长石测年标准的使用时期 （2025年10月27日）

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Revisiting the age of the Fish Canyon sanidine dating standard (27-10-2025)

本文重新评估了Fish Canyon sanidine（FCs）的天文校准和U/Pb锆石定年数据，确认其年龄为28.201±0.046 Ma，并指出其他方法如优化法和贝叶斯方法得出的年龄存在偏差。通过统计分析和独立U/Pb数据验证，FCs年龄应稍年轻至28.17–28.18 Ma，同时强调需解决K/Pg边界年龄分歧以完善地质年代学体系。

　　在地质学研究中，精确的年代测定是构建统一且准确的时间尺度的基础，这一时间尺度对于理解地球历史、气候变迁以及生物演化等重要科学问题具有关键意义。然而，对于某些关键地质事件的年代测定，如鱼 Canyon sanidine（FCs）这一在钾氩（K-Ar）和氩氩（Ar-Ar）年代测定中广泛应用的标准，长期以来一直存在争议。这种争议源于不同研究方法所获得的年代结果之间存在一定的偏差，从而影响了对地质记录的准确解读。近年来，科学家们通过多种方法，如天文校准（astronomical tuning）和铀铅（U-Pb）同位素测年，对FCs的年代进行了重新评估，以期能够更精确地确定其年代并解决这一长期存在的不确定性。

### 一、FCs年代的争议及其对地质时间尺度的影响

Fish Canyon sanidine（FCs）是目前最常用的Ar-Ar测年标准之一，其年代通常被引用为28.201?±?0.046?Ma（即2820万年前）。这一年代是基于对Miocene时期（晚中新世）地中海地区沉积物的天文校准得出的。然而，随后的多项研究挑战了这一结果，提出了一些更为年轻的天文年代，如27.89?Ma、27.93?Ma、28.083?±?0.045?Ma、28.10?Ma等，以及一些更古老的U-Pb测年结果，如28.294?±?0.072?Ma和28.393?±?0.194?Ma。这些不同的年代数据导致了当前在地球历史研究中，尤其是在高分辨率、跨学科研究中，出现了一定程度的年代不确定性，影响了不同测年方法之间的对比和地质时间尺度的构建。

这种不确定性源于多种因素，包括测年方法本身的精度、校准过程中使用的参考标准是否准确、以及如何处理不同地质层之间的年代关联。此外，天文校准依赖于对周期性沉积层的识别和与地球轨道参数变化的对比，而这些周期性沉积层的形成可能受到多种地质和气候因素的影响，从而导致校准结果出现偏差。因此，为了减少这种不确定性，科学家们不断尝试新的方法和更精确的数据，以期能够找到一个更为一致的年代校准。

### 二、天文校准的重新评估与数据一致性

为了更准确地评估FCs的年代，研究人员对地中海地区Miocene时期的天文校准进行了重新分析，并结合新的数据进行统计检验。他们发现，当前最广泛使用的天文校准方法（即Kuiper等在2008年提出的校准）在统计上是高度可靠的，并且与实际的地质记录保持良好的一致性。通过分析不同的校准方案，包括将天文周期与地层中的沉积层进行比对，研究人员发现，将天文校准向更年轻的方向调整（如增加一个或多个周期）会导致校准结果与实际的地质周期模式产生显著的不一致，从而削弱其可靠性。

此外，研究还指出，天文校准的可靠性受到一些关键参数的影响，如潮汐耗散（tidal dissipation）和地球动力学椭率（dynamical ellipticity）。这些参数在不同的地质时期可能会发生变化，从而影响天文周期与地质记录之间的匹配。例如，最新的数值模拟表明，潮汐耗散在约300万年前已经显著下降，这与传统的天文校准模型存在一定的冲突。因此，研究者们建议，在进行天文校准时，需要考虑这些参数的变化，以提高校准的准确性。

### 三、新的U-Pb测年数据与FCs年代的验证

为了进一步验证FCs的年代，研究人员还对Fish Canyon Tuff（FCT）和Faneromeni A1火山灰层进行了新的U-Pb测年。这些数据表明，FCT的年代约为28.171?±?0.039/?0.044?Ma，这一结果与天文校准的年代（28.171–28.176?Ma）以及基于Bayesian方法的U-Pb测年结果（28.183?±?0.070?Ma）相吻合。这表明，尽管不同方法可能在细节上存在差异，但它们在整体上能够达成一致，从而支持一个更为统一的年代校准。

同时，研究还指出，Faneromeni A1火山灰层的年代为6.943?Ma，这一结果与天文校准的年代一致，并且通过Bayesian模型进一步验证了其可靠性。这一发现表明，天文校准与U-Pb测年之间可能存在一定的协同作用，而这种协同作用在FCs年代的确定中显得尤为重要。

### 四、天文与U-Pb测年之间的相互关系

尽管天文校准和U-Pb测年都为FCs的年代提供了重要的数据支持，但它们之间仍然存在一定的差异。例如，基于天文校准的年代为28.171–28.176?Ma，而基于U-Pb测年的年代则为28.183?±?0.070?Ma。这些差异虽然在统计上可以接受，但仍然可能影响对地球历史的准确解读。

研究者们认为，这种差异可能源于不同测年方法在处理数据时所采用的不同假设和参数。例如，天文校准依赖于对沉积层周期性的识别和与地球轨道参数的对比，而U-Pb测年则依赖于对火山岩中矿物的精确测年。因此，为了减少这些差异，需要对两种方法进行更深入的比较和整合，以期能够建立一个更为一致的年代框架。

### 五、未来的研究方向与社区合作的重要性

为了进一步解决FCs年代的不确定性，研究者们建议采取更为综合的方法，结合天文校准、U-Pb测年和Ar-Ar测年等多种测年技术，以提高年代测定的精度。此外，他们还强调了社区合作的重要性，认为只有通过多学科的协作和共享数据，才能更有效地解决这一长期存在的问题。

在未来的年代测定工作中，研究人员可以利用更多的地质记录和更先进的测年技术，如Bayesian模型和高精度的U-Pb测年方法，来进一步验证和优化FCs的年代。同时，他们还建议对其他关键地质事件，如白垩纪-古近纪（K-Pg）边界，进行类似的综合研究，以期能够建立一个更为统一和准确的年代框架。

### 六、K-Pg边界的年代争议与天文校准的挑战

除了FCs的年代问题，K-Pg边界（即白垩纪与古近纪的分界点）的年代同样存在争议。这一边界标志着恐龙灭绝和哺乳动物崛起的重要地质事件，其年代的精确测定对于理解地球历史上的重大转折点具有重要意义。然而，目前不同研究方法所获得的K-Pg边界年代存在显著差异，如基于天文校准的年代约为65.92–65.96?Ma，而基于U-Pb测年的年代则为66.021?±?0.081?Ma，基于Ar-Ar测年的年代则为66.043?±?0.043?Ma。这些差异使得在构建统一的年代框架时面临挑战。

研究者们指出，K-Pg边界的年代不确定性可能源于天文校准和U-Pb测年方法在处理不同地质时期数据时所采用的假设和参数的不一致。因此，为了减少这种不确定性，需要对K-Pg边界的年代进行更深入的研究，包括利用更多的地质记录和更精确的测年方法，以期能够建立一个更为统一的年代框架。

### 七、结论与展望

综上所述，虽然FCs年代的不确定性仍然存在，但近年来的研究已经取得了一定的进展。通过重新评估天文校准和新的U-Pb测年数据，研究者们发现，当前的天文校准方法和U-Pb测年方法在统计上是高度一致的，能够支持一个更为精确的年代框架。然而，K-Pg边界的年代仍然存在争议，需要进一步的研究和数据整合。

未来的研究方向应包括以下几个方面：1）进一步优化天文校准方法，以提高其精度和可靠性；2）利用更多的地质记录和先进的测年技术，如Bayesian模型和高精度的U-Pb测年方法，来验证和校准FCs的年代；3）加强不同测年方法之间的比较和整合，以期能够建立一个更为统一的年代框架；4）推动社区合作，共享数据和方法，以加速解决这一长期存在的问题。

通过这些努力，科学家们希望能够进一步减少年代测定的不确定性，为地球历史研究提供更为准确和一致的时间尺度。这不仅有助于理解地球上的重大地质事件，如恐龙灭绝和火山活动，还能够为未来的地球科学研究提供更为可靠的基础。