微量原位分析仪器SHRIMP的产生与锆石同位素地质年代学
一、LA-ICPMS锆石U-Pb测年技术
U-Th-Pb法定年的主要矿物
开展其它单矿物测年最大的制约因素：匹配的国际标准
锆石的主要应用
最常见副矿物，广泛存在于不同地质体中，抗风化能力强。 U-Pb：最理想的测年对象 Hf：HfO2高达 % ，Hf同位素示踪 O： ZrSiO4,锆石O同位素示踪 Ti：锆石Ti温度计 Y和REE：判断寄主岩石的类型（岩浆锆石），可以指示 锆石的形成环境（变质锆石）。 Ce3+/Ce4+：氧逸度计 锆石——地学研究最重要的矿物 Zirconology(锆石学)
6
LA-ICP-MS能够作什么？
• • • • • • • 同位素比值分析（精度低） 元素含量分析（主、微量） 整体分析(低空间分辨率， 剥蚀直径0. 1 ～4mm， 剥蚀量为1 μg ～0. 1g) 微区分析（高空间分辨， 剥蚀直径1 ～100 μm， 剥蚀量为1pg ～1μg) 空间分辨分析（高、低空间分辨） 深度分析 扫面分析（Mapping）
残留的锆石核形状不规则， 与环带有熔蚀边，
打点时要避 开裂隙和包 体
可能是古老的核
可能不是古老的核
岩浆锆石一般都打环带比较好的边部，如果有核，核部年龄代表 岩浆结晶前残留基底的时代，边部年龄代表岩浆结晶的年龄。 打点时绝对禁止核边混合
锆石CL图像特征
对于碎屑锆石，要多打不同类 • 较规则的外形 型的锆石 • CL较亮，无分带、弱分带或斑杂状分带 • 重结晶区域常常切割岩浆环带、无明显界限
LA-ICPMS锆石U-Pb测年技术
主要内容
一、 LA-ICP-MS介绍 二、锆石U-Pb年代学 三、激光剥蚀样品制备（靶） 四、激光剥蚀数据处理
一、 LA-ICP-MS介绍
LA-ICPMS是什么
• 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪——Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry（缩写为LA-ICPMS） • 基本原理：将激光微束聚焦于样品表面使之熔蚀 气化,由载气将样品微粒送入等离子体中电离,再经 质谱系统进行质量过滤,最后用接收器分别检测不 同质荷比的离子。
锆石SHRIMP定年原理和方法
锆石SHRIMP定年原理和方法锆石分选采用常规重力分选和显微镜下手工挑选的方法进行，具体是将岩石样品粉碎成60目左右，通过淘洗和使用重液等物理方法分离锆石，然后在双目镜下精选、剔除杂质。
然后将其与标准锆石（TEM，417 Ma）一起粘贴，制成环氧树脂样品靶，打磨抛光并使其露出中心部位，进行反射光透射光和阴极发光显微照相，阴极发光图像用以确定单颗粒锆石晶体的形态、结构特征以及标定测年点。
最后，用超声波在去离子水中清洗约10分钟后，镀金膜并上机测年。
在分析中，采用跳峰扫描记录Zr2O+、204Pb+、背景值、206Pb+、207Pb+、208Pb+、U+、ThO+和UO+等9个离子束峰值，每5次扫描记录一次平均值：一次离子为4.5nA，10kV的O-2，离子束直径约25~30um：质量分辨率约5400（1％峰高）：应用SL13（572Ma，U=238×10-6）标定样品的U、Th及Pb含量，用TEM（417Ma）标定样品的年龄。
为了尽量降低锆石表面普通Pb和镀金过程中的污染，测定过程中先将束斑在120um 范围内扫描 5 分钟，具体测试条件及流程见Compston等（1992）、Williams（1998）、宋彪（2002）等。
数据处理采用SQUID1.0和ISOPLOT 程序，普通Pb一般根据实测204Pb及Cumming等(1975)模式铅成分校正：单个测试数据误差和206Pb/238U 年龄的加权平均值误差均为95％置信度误差(1σ)，对年轻的岩浆锆石，采用206Pb/238U 年龄；对较老的继承锆石，采用207Pb/206Pb 年龄。
206Pb/238U 年龄的加权平均值,即谐和年龄，用谐和图表示，谐和图是锆石同位素地质年代学最常用的图解，它是以207Pb／235U 和206Pb/238U 为坐标，t为参数的超越方程(207Pb/235U=te*λ－1和206Pb/238U =t eλ－1，其中λ*和λ分别是235U 和238U的衰变常数)的轨迹――谐和线。
锆石同位素年代学
初始离子 (O-/Cs+) ±10kV
二次离子
中子/分子 (> 90%) 离子化原子/分子 二次电子 反弹的一次离子
样品 ±10kV
Sample
简化工作原理图
二次离子的引出
二次离子的运移
静电场使不同能量的离子偏转和聚焦
SIMS特点
优点： 精度高，分辨率高，测试所需的样品量极少
缺点： 价格昂贵
“中产阶层”的微区探针 (E)LA-ICP-MS ?
(Excimer) Laser Ablation Inductively Coupled
Plasma Mass Spectrometry
常规ICP-MS的工作原理
双离子源多接收器高灵敏度高分辨率二次离子质谱仪
法国CAMECA 公司
1970’s — IMS 3/4/5/6/7f系列 1990’s — IMS 1270 / NanoSIMS 50 目前产品: IMS 1280 (HR); NanoSIMS 50L
Cameca IMS 1280 中国：2007年引入Cameca IMS 1280, 2010年 NanoSIMS
(MCP)
L o w e stm a s tra je cto ry
离子信号
C o le cto r
m o tio n a xis
L '2
F in n ig a n
L2
ch a m b e r
Wirn g
直接成像 ch a m b e r
CASIMS 中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室 Chinese Academy of Sciences SIMS
微理原位分析仪器SHRIMP的产生与锆石同位素地质年代学
维普资讯
第 １期
宋 彪 等 ， 量 原位 分 析 仪 器 Ｓ Ｉ 微 ＨＲ ＭＰ的 产 生 与 锆 石 同 位 素 地 质 年 代 学
５ ９
质年 代 学 家而 言 ， 是拥 有 一 种 用 于解 决 同位 素 就 地 质 学 问题 的微 区原位 分 析 仪器 。
Ｓ Ｉ ＨＲ ＭＰ专 门 为 同位 素 地 质 学 和 地 球 化 学 （ 包括 宇 宙 同位 素 年代 学 、 宙 地 球 化 学 ） 计 ， 宇 设
可 以进 行 ２ ０微 米 范 围 内 的原 位 （ —ｓｔ ） 位 ｉ ｎ ｉ 同 ｕ
范 围 内 的混 合信 息 。在对 事 物认 识 的初 期 ， 品 样 的 不 均一 性 或许 对 结 论 的 正 确 性 没 有 太 大 的 影
Ｍ ａ ． ０２ ｒ ２０
微 量原 位分 析仪器 Ｓ ＨＲＩ Ｐ 的 产 生 与 Ｍ 锆 石 同 位 素 地 质 年 代 学
宋 彪 ，张 玉 海 ，刘 敦 一
（ 京 离 子 探 针 中 心 ， 国地 质 科 学 院 地 质 研 究 所 ， 京 １ ０ ３ ） 北 中 北 ０ ０ ７
摘要 ： 文对 Ｓ 本 ＨＲＩ ＭＰ 的 产 生 基 础 进 行 了 分 析 ， ｓ ＲＩ Ｐ产 生 过 程 及 设 计 思 想 、 术 特 征 进 行 了 介 绍 ， 对 Ｈ Ｍ 技 阐 述了 Ｓ Ｉ ＨＲ ＭＰ在 同位 素 地 质 学 、 其 是 锆 石 同位 素 地 质 年 代 学 的应 用 和 贡 献 。 尤 关 键 词 ：ＨＲＩ Ｓ ＭＰ 原 位 分 析 ； 量 ； 器 ； 微 仪 同位 素地 质 年 代 学
管很 微 量 ） 环 境 的 污 染 ， 能 保 持 测 定 对 象 原 对 又
锆石U-Pb同位素定年的原理、方法及应用
锆石U-Pb同位素定年的原理、方法及应用高少华;赵红格;鱼磊;刘钊;王海然【摘要】通过查阅大量中外文献,结合作者实验经过,对锆石的地球化学特征和内部结构,锆石U-Pb同位素定年的原理、定年方法的优缺点及地质应用等问题进行了讨论.结果表明,岩浆锆石与变质锆石在地化和内部结构方面具有不同的特征；定年的原理是利用U-Pb衰变方程得到206 pb/238U、207 pb/235U和207pb/206Pb 3个独立年龄；定年方法各有优缺点,应用时应根据从样品中分选出的锆石数量、粒度、内部结构、定年精度等因素,灵活选择；锆石U-Pb年龄常用于沉积盆地物源分析、岩体的年代约束及成矿年代学与韧性剪切带定年中,应用时要结合地质背景,对定年结果进行合理解释.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2013(031)003【总页数】7页(P363-368,408)【关键词】锆石;U-Pb同位素;原理;定年方法;地质应用【作者】高少华;赵红格;鱼磊;刘钊;王海然【作者单位】西北大学地质学系,陕西西安710069;西北大学地质学系,陕西西安710069;西北大学地质学系,陕西西安710069;西北大学地质学系,陕西西安710069;西北大学地质学系,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】P597+.31.1 锆石的地球化学特征锆石的氧化物中ω(ZrO2)占67.2%、ω (SiO2)占32.8%，ω(HfO2)占0.5%～2.0%，P、Th、U、Y、REE以微量组分出现。
锆石的常量元素、微量元素在不同类型的岩石中具有一定规律［3，8］，岩浆锆石具有晶体核部到边缘或环带内侧到外侧ZrO2/HfO2减小，而HfO2、UO2+ThO2增大;变质锆石与之相反［9］。
成因不同的锆石具有不同Th、U含量及Th/U比值［10］:岩浆锆石Th、U含量较高、Th/U比值较大(一般＞0.4);变质锆石Th、U含量低、Th/U比值小(一般＜0.1)［11，12］。
锆石成因矿物学与同位素研究综述
锆石成因矿物学与同位素研究综述作者：郑改红张藤藤来源：《科学导报·学术》2019年第49期摘 ;要：锆石是一种常见的副矿物，广泛存在于岩浆岩，变质岩和沉积岩中，具有高度稳定性的矿物，具有稳定的晶体结构，在经历风化、搬运、剥蚀等各种地质过程中内部结构不容易发生蚀变从而使其保存下来。
近年来越来越多的学者对锆石进行研究。
不同成因类型岩石中的锆石具有不同的结构特征，对锆石成因类型的准确判断是正确理解锆石U-Pb年龄意义的关键。
通过对锆石微量元素，稀土元素和同位素特征进行研究，再结合锆石的阴极发光图像（CL）、背散射电子图像（BSE）等，能够指示岩石的来源和成因。
关键词：锆石;结构特征;U-Pb定年由于锆石在各类岩石中广泛存在，是一种非常好的定年矿物。
锆石的U-Pb定年方法目前应用最广泛的仪器是激光剥蚀等离子体质谱法（LA-ICPMS），本文主要研究由于不同的形成环境而导致不同结构特征的锆石石并结合原位微区测试技术对微量元素和同位素进行研究，从而推测其生长环境，形成过程，指示其来源和成因。
对所测出来的锆石年龄进行解释时，应该结合其矿物学的结构特征。
1 不同成因锆石的结构特征进行锆石定年首先要区分锆石的种类，区分岩浆锆石，变质锆石，热液锆石的主要方法就是观察样品的内部结构。
在对锆石内部结构进行研究时一般会用HF酸蚀刻图像、背散射（BSE）图像、阴极发光电子（CL）图像等来观察其内部结构。
2 锆石的化学成分特征及在岩石成因中的应用根据锆石的U和Th的含量不同来判别锆石的类型，锆石的Th/U比值被用作判断其成因的标志，如果Th/U 比值>0.10就认为它是岩浆锆石，反之，则认为是变质锆石，尽管大部分变质锆石的Th/U含量低，但还是有一些变质锆石的Th/U含量大于0.10，如重结晶锆石和高温变质作用中的锆石其Th/U往往偏大。
影响锆石中Th和U的含量的原因比较复杂，其中包括整个环境中的Th、U含量，以及这两种元素进入不同矿物的能力不同锁导致。
锆石特征及地质应用研究综述
锆石特征及地质应用研究综述摘要就前人对锆石的特征以及地质方面应用的研究进行总结性的论述。
从锆石的微区原位测试方法，年代学，微量元素，稀土元素，同位素等特征入手，综合其他特征，突出说明锆石在地质研究中的重要性。
关键词锆石年代学微量元素稀土元素同位素锆石（英文名称：zircon）是一种硅酸盐矿物，它是提炼金属锆的主要矿石。
锆石广泛存在于酸性火成岩，也产于变质岩变质岩和其他沉积物中。
锆石的化学性质很稳定，所以在河流的砂砾中也可以见到宝石级的锆石。
锆石有很多种，不同的锆石会有不同的颜色，如红、黄、橙、褐、绿或无色透明等等。
经过切割后的宝石级锆石很像是钻石。
锆石可耐受3000℃以上的高温，因此可用作航天器的绝热材料。
针对用于锆石等副矿物测试的离子、激光、电子和质子探针等几种微区原位测试手艺各自的地质及特点，锆石U-Pb 实现了对统一锆石颗粒内部不合成因的锆石域进行原位春秋的分析,给出了有关寄主岩石的源岩、地质演化历史等首要信息,为地质过程的邃密春秋框架的成立供给了有用的路子。
锆石微量元素、同位素特征是译解岩石来历和成因的指示器。
锆石Hf 同位素已成功地用于地球早期历史、岩浆来历、壳幔彼此传染打动、区域大陆地壳增添的研究等;锆石氧同位素组成能有用地约束壳幔彼此传染打动和示踪岩浆来历等。
随着能够显示矿物内部复杂化学分区的成像手艺和高分辩率的微区原位测试手艺的成长和普遍应用,研究颗粒锆石等副矿物微区的化学成分、春秋、同位素组成及其地质应用等已成为国际地质学界研究的热点。
锆石U2Pb 法是今朝应用最普遍的同位素地质年月学编制,锆石的化学成分、Hf 和O 同位素组成普遍应用于岩石成因、壳幔彼此传染打动、区域地壳演化的研究等,对地球上古老锆石的化学成分和同位素的研究是追朔地球早期历史的有用工具。
1 微区原位测试手艺锆石等副矿物在地质学中的普遍应用与近年来原位分析测试手艺的快速成长密不成分。
代写论文今朝已普遍应用的微区原位测试手艺首要有离子探针、激光探针和电子探针等。
同位素地质年代学中主要定年方法概述
同位素地质年代学的定年方法概述一些元素(K,Rb,Re,Sm,Lu,U和Th)的自然长寿命放射性同位素,衰变为另种元素稳定同位素的作用,广泛应用于岩石和矿物的年龄测定。
这种测年提供了关于地球地质历史的信息,并已用于标定地质年代表。
地质过程时间维的确定是一项重要而复杂的研究任务。
准确标定某一地质体的年代是区域地质学、地球化学、矿床学和大地构造学研究中不可缺少的内容,对于区域地史演化规律的研究和找矿方向的确定,都具有十分重要的理论和实际意义。
可以说，现代岩石学在很大程度上已经离不开同位素地质学的研究。
在上一世纪60-80年代Sr、Nd、Pb 等同位素地质理论蓬勃发展并逐渐成熟的形势下，Re-Os、Lu-Hf等新的同位素体系也在快速发展。
近年来,由于各种新型同位素分析仪器的开发利用和分析测试技术方法上的迅猛发展,例如新一代高精度、高灵敏度、多接收表面热电离质谱仪(TIMS TRITON)、多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)和高灵敏度高分辨率离子探针质谱（SHRIMP）技术的开发和利用,大大拓宽了各种同位素新技术方法在地球科学各个领域中的应用,并取得了一系列令人瞩目的新发现和新认识。
目前,地质体的定年主要采用的是K-Ar法、40Ar-39Ar法、U-Pb法、Pb-Pb法、Rb-Sr法、Sm-Nd法等,已经获得了非常丰富的资料。
然而,由于地质作用过程的复杂性、多期性和测年方法及测试对象的局限性,对已经获得的年龄数据,不同的学者往往有不同的地质解释。
因此,开展同位素定年方法学中的适用性和局限性有关问题的研究,不仅有助于重新认识、评价和应用已有的资料,而且有利于今后工作中同位素定年方法的改进。
一、K-Ar法和40Ar-39Ar法常规的K-Ar法定年主要建立在两个基本的假设条件之上。
①矿物或岩石形成以后,对钾和氩保持封闭体系,既没有钾和氩的加入,也没有钾和氩的逃逸。
②矿物或岩石中不含有大气氩;如果含有氩,则只能由大气混染造成,可以进行常规法定年的大气混染校正(穆治国,1990)。
锆石U-Pb同位素年代学测试技术概论及定年方法-文档资料
Ratios
1E+02
2 0 7 P b/2 0 6 P b 208Pb/232T h
2 0 7 P b/2 3 5 U 238U/232T h
2 0 6 P b/2 3 8 U In t egral
1E+01
1E+00
1E-01
1E-02
1E-03 0
20
40 T ims 60
80
100
37
年龄不确定度与MSWD
16
SIMS基体效应显著，高U样品难以分析
17
LA-ICP-MS/LA-MC-ICP-MS
MC-ICP-MS
Laser Ablation system
ICP-MS
18
ICP-MS vs. MC-ICP-MS
U-Pb年龄 微量元素含量
Hf同位素 Sr-Nd-Pb-……同位素
U-Pb年龄
19
LA-ICP-MS在不同学科的应用情况
MSWD = 2.0, probability = 0.001
680
Wtd by data-pt errs only, 0 of 33 rej. MSWD = 0.50, probability = 0.992
640
(error bars are 2s)
660
(error bars are 2s)
640 620
620 600
600
580 580
560
560
540
540
520
520
39
4. U-Th-Pb数据的处理与表达
Wetherill谐和曲线图 Tera-Wasserburg谐和曲
线图 普通Pb校正
锆石定年如何判断年龄
锆石定年如何判断年龄
锆石定年是一种地质学方法，用于确定岩石和地质事件的年龄。
下面是一些常见的锆石定年方法和原理：
1. U-Pb定年：这种方法利用锆石中的铀和铅同位素来确定岩石的年龄。
铀会逐渐衰变成铅，而铅的比重和铀不同，因此可以通过测量锆石中铀和铅的比例来计算岩石的年龄。
2. Lu-Hf定年：这种方法利用锆石中的铥和铪同位素来确定岩石的年龄。
铥的衰变速率非常缓慢，而铪在地壳中比较稳定，因此可以通过测量锆石中的铥和铪的比例来计算年龄。
3. SHRIMP技术：这是一种高精度的锆石定年方法，利用电子探针测量锆石中的微量元素和同位素组成。
通过测量锆石中的微量元素和同位素的比例，可以得出更准确的年龄。
需要注意的是，锆石定年方法只能确定岩石形成的时间，而无法提供岩石之后的历史信息。
同时，锆石定年也存在一定的误差范围，因此在应用时需要注意合理解释和处理数据。
同位素年代学锆石、榍石、金红石U-Pb 黑云母Ar-Ar
环境条件 高温条件 低温条件 锆石结晶时外部条件变化导致各晶 面生长速率不一致 部分地幔岩石中
环带特征 较宽的结晶环带 较窄的岩浆环带 扇形分带 无分带或弱分带
辉长岩中较宽的结晶环带
扇形分带结构
花岗岩 中较窄 的岩浆 环带
蛇绿岩中橄长岩和辉长岩中 锆石弱或无成分分带
变质条件 变 麻粒岩相锆石 质 锆 石 榴辉岩相锆石 锆 石 角闪岩相锆石 的 角闪岩相变质增生锆石 内 部 过渡相变质增生锆石 结 麻粒岩相变质增生锆石 构 特 混合岩化深熔作用新生变 质锆石 征 （ 部分深熔增生锆石 据 受热液作用影响明显的锆 吴 石 元 保） 重结晶锆石 脉体中的锆石
晶体呈四方双锥，柱状和板状。单形为四方柱（{110}、{100} ），四方双锥 （{111}、{100} ） ，复四方双锥{331}
岩浆锆石通常为半自形到自形，粒径20-250μ m，具有 较大的长宽比值，一般为长柱状或针状外形特征。
岩浆锆石一般具有特征的岩浆振荡环带。
岩浆 锆石 生长 环带 分类 （据 吴元 宝）
锆石外形 半自形、它形到 等轴状 半自形、椭圆形 和它形 柱面 自形、长柱状 短轴状 等轴状 较规则外形 规则外形 晶棱圆化、港湾 状结构 自形到半自形 规则外形
环带特征 扇形分带、面状分带、冷 杉叶状分带、弱分带或无 分带 无分带、弱分带、云雾状 分带、片状分带 无分带、弱分带 弱的内部分带 冷杉叶状分带、面状分带 弱分带 无明显分带到面形分带 典型岩浆锆石的环带 无明显分带 与原岩岩浆锆石环带形状 相似 面形分带或振荡环带
超高压条件下麻 粒岩相锆石（扇 形分代） 超高压条件下麻 粒岩相锆石熔体 结晶或液体沉淀 结晶
榴辉岩中流体脉形成的锆石 （较好的结晶环带） 变质流体活动过程中形成的脉 体中的锆石一般具有非常规则 的外形, 局部或整个锆石颗粒具 有明显的面形分带或振荡环带
不同成因类型的锆石特征及年代学意义
Abstract: As a kind of accessory mineral with strong stability and high sealing temperature, zircon widely existsin alkinds ofrocks!and thezirconsformedin diferent geologicalenvironments usualy show diferentcharacteristics Throughtheanalysisofpreviousstudiesthispapermainlysummarizestheinternal structuregeochemicalcharacteristicsinclusiontypesandgeochronologicalsignificanceofmagmaticzircon! hydrothermalzirconand metamorphiczircon!hopingtoprovidesomereferenceforthefutureanalysisof zircongenetictypesandzircondating Keywords: magmatic zircon；hydrothermal zircon；metamorphic zircon；genetic type；zircon characteristics
接从岩浆中结晶形成的错石，
这
形成温度较高(一般〉600 k)，具有均匀
的形态和内部结构特征等。岩浆错石的自形程度较
高，多为自行一半自形，且发育很好的柱状晶体，其
晰，以柱状或细长
较为常见’
：
不同岩浆在结晶时的热力学条件存
差异，所
以 人研究
五台山区SHRIMP法单锆年龄与地质作用关系分析探求滹沱系地质年表
Huabei Natural Resources五台山区SHRIMP 法单锆年龄与地质作用关系分析探求滹沱系地质年表12刘成如，徐朝雷（1.山西省地质调查院，山西 太原 030006；2.山西省地质矿产局区域地质调查队，山西 榆次 030600）摘要：滹沱系中SHRIMP 法锆石年龄，是地质体经历不同时期不同地质作用的反映。
文章通过分析滹沱系已有迅谱年龄，结合滹沱系的火山喷发、岩浆侵入、变质及沉积先后顺序，确立了滹沱系五分的地质年表。
滹沱系的上下时限在25亿年到18亿年之间。
豆村亚群与东冶亚群在23.5亿年分界，东冶亚群及下伏豆村亚群在21.5亿年褶皱变质，21.5亿年至20.5亿年间形成甘陶河群，郭家寨在20.5亿年-19.5亿年间沉积并褶皱变质，东焦群(五台山区拟命名为南山垴群)在19.5亿年-18亿年间沉积并变质。
关键词：五台山区；滹沱系；SHRIMP 法；年龄中图分类号：P597 文 献标识码：A 文章编号：1672-7487（2019）02-17-41 对单颗粒锆石测年法的认识同位素测年方法已进入凭单颗粒锆石就可求得锆石生成年龄的精度，无论离子探针质谱(SHRIMP)法，还是激光烧蚀等离子质谱(La-Me-ICP-Ms)法都可求得单颗粒锆石结晶年龄。
年代学家往往都采取一组锆石的平均年龄，或选某一单锆石年龄来论证地质体的年代(上两种测年方法后文简称单锆法)。
我们认为上述两种测年方法，都是锆石内部同位素体系的客观反映，都是某一或某些地质作用的结果，并非凭空而来。
只是因为漫长的地史时期，地质作用因素太多，历史太复杂，人们不易了解，所以都当作表面年龄。
有关山西早前寒武纪地质的单锆年龄文献几乎都未谈锆石的变质成因，几十篇文献总计已测了上千颗锆石，几乎全是岩浆成因(见表1)。
国外有关文献指出，200-300°C 之[1-3]间环境下就可产生变质锆石，那么历经绿片岩相到麻粒岩相的五台山、太行山、恒山，何以没有一粒变质锆石呢？从[4]已公布的包体年龄竟小于寄主岩浆结晶年龄，岩体中部结[5]晶年龄大于边部受剪切的岩石年龄，实例可知，这种年龄差都是由变质锆石造成，上述山区确实存在变质锆石。
锆石及Hf同位素 文献阅读笔记
锆石是各类成因岩石中常见的副矿物，是U-Pb同位素定年的重要对象。
随着近年来同位素年代学向微区高精度方向发展，锆石的离子探针(如SHRIMP)与激光探针(LA-ICPMS)等成为目前U-Pb同位素定年的重要方法。
这些方法的共同点就是需要标准锆石作外部校正，因此理想的标准锆石是U-Pb定年能否获得可靠结果的关键。
另一方面，锆石的理想晶体化学式为ZrSiO4，但大多数锆石中含有0.5%~2%的Hf，因而也是进行Hf同位素测定的理想矿物。
Hf有6个同位素，其中176Hf是由176Lu通过b衰变生成。
锆石中由于Lu/Hf比值很低(176Lu/177Hf比值通常小于0.002)，因而由176Lu衰变生成的176Hf 极少。
因此，锆石的176Hf/177Hf比值可以代表该锆石形成时的176Hf/177Hf比值，从而为讨论其成因提供重要信息。
（徐平，2004；科学通报；U_Pb同位素定年标准锆石的Hf同位素）锆石Hf同位素分析在中国地质科学院矿产资源研究所同位素实验室完成为使Hf同位素分析与锆石U-Pb年龄分析相对应，我们的锆石Hf同位素的分析点与U-Pb年龄的分析点位于同一颗锆石晶体内，但由于在进行锆石U-Pb测定时有的测点基本被离子束击穿，所以锆石Hf的分析点与锆石U-Pb年龄分析点并不完全重合，但都位于同一锆石颗粒内。
地球化学分析：主量元素数据分析；稀土模式图，轻重稀土分馏，有无负铕异常；微量元素蜘蛛网图。
锆石的稀土元素分析：锆石的稀土模式图锆石的Hf同位素特征：1.形成年龄t 对Hf( t) 图解2.锆石的Hf二阶段模式年龄直方图3.地球化学图解分析构造背景、物源（耿元生周喜文，2010；岩石学报；阿拉善地区新元古代早期花岗岩的地球化学和锆石Hf 同位素特征）通过对北京昌平地区燕辽裂陷槽内出露的基底密云群片麻岩及其上覆沉积盖层底部长城系常州沟组和顶部青白口系长龙山组砂岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄和Hf同位素组成的研究，对华北克拉通新太古代-元古宙期间的沉积与地壳演化进行探讨。
LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术
2009年8月Aug.,2009 矿 床 地 质 M IN ERA L DEPOSIT S第28卷 第4期28(4):481～492文章编号:0258-7106(2009)04-0481-12LA-M C-ICP-M S锆石微区原位U-Pb定年技术侯可军1,李延河1,田有荣2(1中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037;2赛默飞世尔科技(上海)有限公司,北京 100007)摘 要 利用激光多接收等离子体质谱(LA-M C-ICP-M S)技术对30～1065M a的系列锆石进行了详细的定年研究。
包含离子计数器的多接收系统使得不同质量数的同位素信号可以同时静态接收,并且不同质量数的峰基本上都是平坦的,进而可以获得高精度的数据,均匀锆石颗粒207Pb/206Pb、206Pb/238U、207Pb/235U比值的测试精度(2σ)均为2%左右,对锆石标准的定年精度和准确度在1%(2σ)左右;不同质量数同位素信号的同时静态接收使得剥蚀时间缩短,剥蚀深度变浅,相比LA-ICP-M S方法,提高了激光剥蚀的空间分辨率。
对5个锆石标准和2个实际样品的测试表明,206Pb/238U年龄测定误差在1%(2σ)以内,定年结果在误差范围内与前人报道值完全一致,测试精度达到国际同类实验室先进水平。
关键词 地球化学;锆石;LA-M C-ICP-M S;U-Pb年代学中图分类号:P597+.3 文献标志码:AIn situ U-Pb zircon dating using laser ablation-multi ion counting-ICP-MSHOU KeJun1,LI YanHe1and TIAN YouRong2(1M RL Key L aboratory of M etallogeny and M ineral Assessment,I nstitute of Mineral Resources,Chinese Academyof Geological Sciences,Beijing100037,China;2Thermo Fisher Scientific(Shanghai)Co.,Ltd,Beij ing100007,China)AbstractHigh resolution in situ U-Pb zircon geochronology on zoned g rains can obtain isotope signatures from multi-ple grow th or thermal events.We present a method using laser ablation-multicollector-inductively coupled plas-ma-mass spectrometry(LA-MC-ICP-MS)to overcome com plications associated w ith intricately zoned zircon crystals through in situ sampling of zircon volumes as small as12μm,25μm and40μm in diameter by about10μm in depth.High precision U-Pb age of a series of zircon standard covering a w ide age range of30to1065Ma w as acquired using LA-MC-ICP-MS.The precision of measured Pb/U ratios in homogeneous zircon is about2% (2σ),resulting in routinely achieved precision of U-Pb ages obtained by ex ternal calibration of～1%(2σ)or bet-ter.All masses of interest can be simultaneously recorded w ith a multi-ion counting system(M IC)operating in static mode,and the sho rt ablation required to achieve such precision results in spatial resolution that is superior to comparable U-Pb zircon analy ses by single collector ICP-M S.The resulting present U-Pb age for five zircon reference samples and tw o geological samples show an excellent agreement with the previously reported ID-TIMS o r SH RIM P data.Key words:geochemistry,zircon,LA-MC-ICP-MS,U-Pb geochronology本研究得到国土资源部公益性行业科研专项经费(200811114)、国土资源大调查项目(1212010816039)和公益性科研院所基本科研业务费(K2007-2-3,Yw f060712)的联合资助第一作者简介 侯可军,1981年生,男,硕士,从事同位素地球化学研究。
LA-ICPMS锆石U-Pb定年主要技术问题
LA-ICPMS锆石U-Pb定年主要技术问题锆石是自然界岩石中的一种重要副矿物，由于它具有较高的U、Th含量使其成为U-Pb同位素地质年代学中最常研究的对象，并逐渐形成了一个应用前景极其广阔的分支学科-锆石学（zirconology）。
特别是，将锆石U-Pb年龄与其微量元素和Hf、O等同位素结合，为探讨地质作用的时标及过程提供了重要地球化学参数。
根据所测样品的性质，目前在锆石U-Pb同位素地质年代学中主要采用微量锆石法、单颗粒锆石法和微区分析三种方法。
但从分析的空间分辨率和使用的技术来看，上述方法基本可分为热电离质谱（TIMS）和微区原位(in situ)分析两类。
其中TIMS分析精度最高，但缺点是得不到锆石年龄变化的空间信息。
因此，锆石的微区原位分析构成近年来U-Pb同位素地质年代学的主导趋势。
在微区分析方法中，应用最广泛的是目前人们熟悉的离子探针（Secondary Ion Mass Spectrometry，简称SIMS），它有SHRIMP和CAMECA两种。
由于该仪器可对锆石进行微区原位高精度定年，从而成为目前研究复杂锆石年龄的最主要手段，并成为80年代以来地质科学创新成果的重大技术支撑。
离子探针锆石U-Pb 年代学研究和取得的成果不仅全面推动了地球科学的迅速发展，同时也带动了一系列同位素地球化学分析技术和方法的进步。
尽管运用离子探针可获得较高精度的年龄，但该仪器价格昂贵，且全球数量有限，难以满足锆石U-Pb定年的需求。
因此继离子探针之后，锆石的激光剥蚀等离子体质谱（LA-ICPMS）定年技术快速发展，并出现了若干LA-ICPMS锆石U-Pb微区原位定年结果可与SHRIMP数据媲美的实例（Ballard et al., 2001; 袁洪林等，2003），从而使锆石微区U-Pb年代学更加经济和简便（Košler and Sylvester, 2003）。
1．锆石LA-ICPMS定年发展概况锆石LA-ICPMS定年差不多是10年前才开始发展的。
锆石u-pb同位素定年的原理,方法及应用
锆石u-pb同位素定年的原理,方法及应用
锆石U-Pb同位素定年是一种广泛使用的放射性同位素定年方法，应用于地质科学中，用于测定岩石、矿物的年龄。
以下是其原理、方法和应用：
原理
锆石晶体中自然存在的微量铀和钍，通过自然放射性衰变过程，最终分别转变为稳定的铅同位素。
锆石U-Pb同位素定年，即利用锆石中铀和铅之间的放射性衰变关系，测定锆石的年龄。
具体来说，是利用锆石晶体中铀（^238U）自然放射性衰变成铅（^206Pb），以及钍（^232Th）自然放射性衰变成铅（^208Pb）的过程中释放出的α粒子造成的连锁反应计算锆石形成的时间。
方法
锆石U-Pb同位素定年的方法通常有两种：碰撞法和非碰撞法。
碰撞法利用离子束将样品表面剥蚀，将离子轰击区域的同位素进行测量。
非碰撞法则是利用激光将样品表面打在一个小点上，使表面物质的离子化并被聚焦和加速，最终进行同位素测量。
应用
锆石U-Pb同位素定年可用于测定岩石和矿物的年龄、形成时期等，并广泛应用于地质学、矿床学、构造地质学等领域。
例如，在岩石学中，可以通过锆石U-Pb同位素定年来了解岩石的形成历史和演化过程；在矿床学中，可以通过锆石U-Pb同位素定年来确定矿床形成的年龄和矿床类型；在构造地质学中，可以通过同位素定年来研究大地构造演化过程等方面。
同时，锆石U-Pb同位素定年也可以与其他定年方法相结合，以提高年代学的精度和可靠性。
锆石UPb同位素定年的原理 方法及应用
总之，LAMCICPMS锆石微区原位UPb定年技术是一种非常重要的地质学技术， 它可以提供更多、更准确的地质年代和地质信息，有助于深入了解地球的历史和 演化过程。
参考内容三
引言
LAICPMS锆石UPb定年方法是一种高精度的铀铅测年方法，被广泛应用于地质 学、地球化学和考古学等领域。为了评估该方法的准确度和精密度，以及探讨不 同实验室之间的结果差异，我们组织了本次多实验室对比分析。本次演示旨在介 绍LAICPMS锆石UPb定年方法的基本原理和流程，分析各实验室的分析结果，讨论 结果差异的原因，并总结本次对比分析的结论。
4、实验室操作：实验室内操作的规范性和熟练程度可能影响分析结果的稳 定性。
谢谢观看
虽然锆石UPb同位素测年方法具有很高的精度和可靠性，但目前仍存在一些 问题需要进一步研究和解决。例如，UPb同位素测年过程中可能受到多种因素的 影响，如样品处理过程中造成的元素损失、不同成因锆石之间的差异等。此外， 对于不同成因的锆石，其UPb同位素组成特征可能存在较大差异，这也会对年龄 测定结果的准确性产生影响。
参考内容二
LAMCICPMS锆石微区原位UPb定年技术的主要优势在于其高精度和高灵敏度。 该技术可以在锆石微区尺度上进行分析，以获取更准确的地质年代信息。此外， 该技术还可以分析锆石中不同矿物的化学成分，从而推断出更多的地质信息。
在实践中，LAMCICPMS锆石微区原位UPb定年技术的应用范围非常广泛。它可 以应用于研究地壳演化历史、古气候变化、地磁反转和生物演化历史等领域。例 如，通过分析锆石中不同矿物的化学成分，可以推断出古代气候的特征，比如温 度、湿度和风等；通过分析锆石中不同矿物的UPb含量，可以确定地壳构造的演 化过程；通过分析地磁场的变化，可以推断出古生物演化历史；通过分析岩浆熔 融历史，可以推断出地壳运动历史等。
华北克拉通大青山-集宁地区古元古代变质沉积岩的锆石氧同位素组成:SHRIMP微区原位分析
锆石测年的几个问题探讨
锆石测年的几个问题探讨锆石等副矿物在地质学中的广泛应用与近年来原位分析测试技术的快速发展密不可分。
目前已广泛应用的微区原位测试技术主要有离子探针、激光探针和电子探针等。
[關键词]锆石检测探讨1微区原位测试技术离子探针（sensit ive high resolut ion io n microprobe，简称SHRIMP）可用于矿物稀土元素、同位素的微区原位测试。
在目前所有的微区原位测试技术中，SHRIMP 的灵敏度、空间分辨率最高（对U 、Th 含量较高的锆石测年，束斑直径可达到8 μm），且对样品破坏小（束斑直径10～50 μm，剥蚀深度<60 μm，剥蚀深度为10～20 μm），其空间分辨率和分析精度一般低于SIMS、SHRIMP。
电子探针（electr on pr obe X-ray micro analysis，简称EPMA）、质子探针（proton- induced X-rayemission micro-probe，简称PIXE）和X 射线荧光探（X-ray fluo rescence- probe，简称XRF）均属微区化学测年技术。
其优点是可以直接在岩石探针片上进行测定，不破坏样品，保留了岩石的原始结构，样品制备方便，便于实现原地原位分析，与同位素定年相比，价格低廉，分析快速；其缺点是不能估计平行的U-Pb 衰变体系的谐和性且由于化学定年不需进行普通铅的校正，容易导致过高估计年轻独居石、锆石等矿物的年龄。
质子探针是继电子探针之后发展起来的、一种新的微束分析技术，能有效地进行微区微量元素、痕量元素的分析，近年来用于测定独居石的U-Th-Pb年龄，其分析原理与电子探针相似。
对EPMA 无能为力的、小于100 Ma 的独居石年龄的测定，PIXE具有明显的优势。
2锆石化学成分特征及其在岩石成因中的应用3锆石测年中铅丢失的原因铅丢失的原因是蜕晶质化锆石的重结晶作用。
如果岩石经历的不是一次，而是二次以上的地质作用，而且两次之间有足够的时间使锆石蜕晶质化，当叠加作用的温度达到一定高度后，蜕晶质化的锆石将发生重结晶作用，玻璃质状态将重新恢复成晶体状态。