锆石U-Pb定年2
锆石U_Pb同位素定年的原理_方法及应用_高少华
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。
关键词： 锆石； U-Pb 同位素； 原理； 定年方法； 地质应用
收稿日期： 2013 － 04 － 11； 修订日期： 2013 － 05 － 30 作者简介： 高少华（ 1986 － ） ，男，在读硕士，专业方向： 沉积盆地物源分析研究。
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江西科学
2013 年第 31 卷
1 锆石的地球化学特征和内部结构
1． 1 锆石的地球化学特征 锆石 的 氧 化 物 中 ω （ ZrO2 ） 占 67． 2% 、ω
Abstract： This article discusses geochemical characteristics and internal structure of zircon，the principle of zircon U-Pb isotopic dating，the advantages and disadvantages of dating method and the application of geological problems through consulting a large number of Chinese and foreign literature and combined with the author's experiments． The results show that magmatic zircon and metamorphic zircon in geochemical and internal structure have different characteristics． Principle is that by using of the U-Pb decay equation getting three independent ages of 206 Pb / 238 U、207 Pb / 235 U and 207 Pb / 206 Pb． Dating methods have advantages and disadvantages，please accord to the quantity，size，internal structure and factors such as accuracy of sorting out the zircons from samples，selecting dating methods flexibly． Zircon U-Pb age is often used in the analysis of the sedimentary basin provenance，in the age constraint of some rock and metallogenic chronology and ductile shear zone． The dating results are reasonable explanation to combined with the geological background． Key words： Zircon，U-Pb isotope，The principle，Dating method，The geological applications
锆石U-Pb定年工作原理及方法
“同位素年代学＝提供年龄数据”。
许多地质学家的想法,一种错误的认识！
同位素年代学需要同位素和地质两方面 的知识结构。
年龄表
数据内容 数据排列顺序 有效位数 样品多时，最好一个样品有一个表头 表注 >1.2Ga (or >1.4 Ga)锆石，尽可能用 7/6年龄，而不是上交点年龄
科学性和有利于读者阅读
鲁西地区新太古代晚期岩浆事件 （Wan et al., 2010）
鲁西地区新太古代早期岩浆事件 （万渝生未发表）
滹沱群底砾岩中石英岩砾石的碎屑锆石阴极发光图像 （万渝生等，2010）
万东 渝焦 生群 等浅 ，变 质 碎 屑 ）沉 积 岩 中 碎 屑 锆 石 特 征
( 2010
长城系
所有数据
鞍山地区古元古代变质辉长岩的斜锆石 和锆石阴极发光图像（董春艳等，2012）
鞍山地区古元古代变质辉长岩的斜锆石 和锆石二次电子图像（董春艳等，2012）
鞍山地区古元古代变质辉长岩的斜锆石 和锆石年龄图（董春艳等，2012）
鲁西新太古代变质辉石岩的锆石阴极发光和年龄图 （万渝生等，未发表）
大青山地区变质超基性岩石的锆石阴极发光和年龄图 （Wan et al., 2013）
锆石U-Pb定年
万渝生
为什么锆石U-Pb定年可信?
1、U-Pb体系 2、锆石
Zircons are forever!
锆石是最理想的测年对象
最常见副矿物，广泛存在于不同地质体中 抗风化能力强 无或很低的普通铅，而U含量适当 U-Pb同位素体系保存良好 可判断体系是否封闭 应用CL等方法，可对锆石进行成因研究 SHRIMP等原位分析方法应用
胶东中生代玲珑超单元二长花岗岩中锆石阴极发光图像
SIMS锆石U-Pb定年方法-中国科学院地质与地球物理研究所
SIMS锆石U-Pb定年方法用于U-Pb年龄测定的样品（号码）用常规的重选和磁选技术分选出锆石。
将锆石样品颗粒和锆石标样Plésovice (Sláma et al., 2008) (或TEMORA, Black et al., 2004）和Qinghu (Li et al., 2009）粘贴在环氧树脂靶上，然后抛光使其曝露一半晶面。
对锆石进行透射光和反射光显微照相以及阴极发光图象分析，以检查锆石的内部结构、帮助选择适宜的测试点位。
样品靶在真空下镀金以备分析。
U、Th、Pb的测定在中国科学院地质与地球物理研究所CAMECA IMS-1280二次离子质谱仪（SIMS）上进行，详细分析方法见Li et al. (2009)。
锆石标样与锆石样品以1:3比例交替测定。
U-Th-Pb同位素比值用标准锆石Plésovice (337Ma, Sláma et al., 2008（或TEMORA (417Ma, Black et al., 2004)）校正获得，U含量采用标准锆石91500 (81 ppm, Wiedenbeck et al., 1995) 校正获得，以长期监测标准样品获得的标准偏差（1SD = 1.5%, Li et al., 2010）和单点测试内部精度共同传递得到样品单点误差，以标准样品Qinghu (159.5 Ma, Li et al., 2009) 作为未知样监测数据的精确度。
普通Pb校正采用实测204Pb值。
由于测得的普通Pb含量非常低，假定普通Pb主要来源于制样过程中带入的表面Pb污染，以现代地壳的平均Pb同位素组成(Stacey and Kramers, 1975)作为普通Pb组成进行校正。
同位素比值及年龄误差均为1σ。
数据结果处理采用ISOPLOT软件（文献）。
参考文献Black, L.P., Kamo, S.L., Allen, C.M., Davis, D.W., Aleinikoff, J.N., Valley, J.W., Mundil, R., Campbel, I.H., Korsch, R.J., Williams, I.S., Foudoulis, Chris., 2004.Improved 206Pb/238U microprobe geochronology by the monitoring of atrace-element-related matrix effect; SHRIMP, ID-TIMS, ELA-ICP-MS andoxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol.,205: 115-140.Jiří Sláma, Jan Košler, Daniel J. Condon, James L. Crowley, Axel Gerdes, John M.Hanchar, Matthew S.A. Horstwood, George A. Morris, Lutz Nasdala, Nicholas Norberg, Urs Schaltegger, Blair Schoene, Michael N. Tubrett , Martin J.Whitehouse, 2008. Plešovice z ircon —A new natural reference material for U–Pb and Hf isotopic microanalysis. Chemical Geology 249, 1–35Li, Q.L., Li, X.H., Liu, Y., Tang, G.Q., Yang, J.H., Zhu, W.G., 2010. Precise U-Pb and Pb-Pb dating of Phanerozoic baddeleyite by SIMS with oxygen floodingtechnique. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 25, 1107-1113.Li, X.-H., Y. Liu, Q.-L. Li, C.-H. Guo, and K. R. Chamberlain (2009), Precise determination of Phanerozoic zircon Pb/Pb ageby multicollector SIMS without external standardization, Geochem. Geophys. Geosyst., 10, Q04010,doi:10.1029/2009GC002400.Ludwig, K.R., 2001. Users manual for Isoplot/Ex rev. 2.49. Berkeley Geochronology Centre Special Publication. No. 1a, 56 pp.Stacey, J.S., Kramers, J.D., 1975. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth Planet. Sci. Lett., 26, 207-221.Wiedenbeck, M., Alle, P., Corfu, F., Griffin, W.L., Meier, M., Oberli, F., V onquadt, A., Roddick, J.C., Speigel, W., 1995. Three natural zircon standards for U-Th-Pb,Lu-Hf, trace-element and REE analyses. Geostand. Newsl. 19: 1-23.SIMS U-Pb dating methodsSamples XXX for U-Pb analysis were processed by conventional magnetic and density techniques to concentrate non-magnetic, heavy fractions. Zircon grains, together with zircon standard 91500 were mounted in epoxy mounts which were then polished to section the crystals in half for analysis. All zircons were documented with transmitted and reflected light micrographs as well as cathodoluminescence (CL) images to reveal their internal structures, and the mount was vacuum-coated with high-purity gold prior to secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis.Measurements of U, Th and Pb were conducted using the Cameca IMS-1280 SIMS at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences in Beijing. U-Th-Pb ratios and absolute abundances were determined relative to the standard zircon 91500 (Wiedenbeck et al., 1995), analyses of which were interspersed with those of unknown grains, using operating and data processing procedures similar to those described by Li et al. (2009). A long-term uncertainty of 1.5% (1 RSD) for 206Pb/238U measurements of the standard zircons was propagated to the unknowns (Li et al., 2010), despite that the measured 206Pb/238U error in a specific session is generally around 1% (1 RSD) or less. Measured compositions were corrected for common Pb using non-radiogenic 204Pb. Corrections are sufficiently small to be insensitive to the choice of common Pb composition, and an average of present-day crustal composition (Stacey and Kramers, 1975) is used for the common Pb assuming that the common Pb is largely surface contamination introduced during sample preparation. Uncertainties on individual analyses in data tables are reported at a 1 level; mean ages for pooled U/Pb (and Pb/Pb) analyses are quoted with 95% confidence interval. Data reduction was carried out using the Isoplot/Ex v. 2.49 program (Ludwig, 2001).。
锆石U-Pb同位素定年方法分析研究
锆石U-Pb同位素定年方法分析研究摘要本文主要阐述了对锆石U-Pb进行同位素测年体系的常用方法，并对各方法自身的特点进行了较为详细的介绍与对比。
关键词锆石U-Pb；同位素定年法；分析研究0 引言近年来，随着同位素地质年代学的飞速发展，锆石U-Pb法一直是地质学者讨论地质事件时代的重要方法之一，以下分别对各种其U-Pb同位素测年法进行分析。
1 单颗粒微量热电离质谱法目前应用最广泛的锆石定年方法是微量和单颗粒热电离质谱法，在近几年人们试着利用样品量达亚微克级的逐步溶解技术和单颗粒锆石碎片技术对其加以改进。
单颗粒锆石热电离质谱法是锆石定年技术的进展之一，该方法具有高精度、要求样品量少，所以作为基准的锆石U-Pb定年方法。
这中方法上存在着局限性：单颗粒微量热电离质谱法前期处理过程比较复杂，耗费时间，在实验流程本底要求特别低，一般整个流程铅、铀空白分别为0.03ng~0.05ng、0.002ng~0.004ng；该方法存在着最大缺陷是不能对复杂锆石内部微区U/Pb和207Pb/206Pb的年龄信息进行准确测定。
2 单颗粒锆石蒸发法在80年代单颗粒锆石蒸发法才发展起来的，这种方法不采用化学处理。
单颗粒锆石蒸发法主要是应用锆石逐层蒸发法，采用热离于发射质谱计直接对单颗粒锆石207Pb/206Pb年龄进行测定，获得207Pb/206Pb年龄信息。
它能够揭示锆石内部的信息，此种方法已在我国广泛推广和应用，并且取得不少成果。
该方法有一定的局限性：该方法只能提供207Pb/206Pb年龄，对U/Pb年龄不能测定，不能有效判断U-Pb同位素体系是否封闭；由于精度差不能精确的对地质事件定年，只能在初选样品的时候用该方法。
3 单颗粒锆石U-Pb同位素稀释测定法该方法是将一个岩石中的锆石按照晶形和颜色分开，加入稀释剂对U，Pb 同位素进行测定，在根据不一致线对岩石年龄进行确定。
这种方法由于操作方法简单，受到地质工作者的青睐，在我国得到了广泛推广和应用，也取得了显着成果。
工作笔记——锆石定年
工作笔记——锆石定年工作笔记—锆石定年2014年4月4日，于中国地质科学院地质所，经与多接受等离子质谱实验室联系，老师安排我做两天LA-MC-ICP-MS锆石U- P b 定年实验。
一、工作内容整个锆石定年过程大致包括锆石分选、样品制靶、锆石U-P b 测年、分析测试数据。
我们的实验工作主要为锆石U-P b测年，包括装靶/换靶→定位→吹气→打点→调数据→吹气→打点。
仪器运行几乎是全自动控制，我们的主要任务就是选好要测试的锆石颗粒以及每颗锆石要测试的年龄位置。
此次实验样品采自塔里木盆地前寒武纪基底的碎屑岩、变质岩、岩浆岩，测试时使用锆石标样GJ1、SRM610/620和91500作为参考物质。
二、工作流程方法（一）锆石分选锆石采集之前要对采样区的岩石出露情况、风化、剥蚀程度，岩浆活动的期次、成分，变质作用的程度、期次以及岩石成因机制等进行比较全面的了解。
锆石的主要成分是硅酸锆，由于岩石酸性不同，不同类型岩石一般采集重量不同。
偏酸性的岩类一般含锆石相对多一些，而偏基性岩类含锆石则相对较少。
对于花岗岩、流纹岩等偏酸性岩石，采集3~4kg重的样品就行；对于闪长岩、安山岩等中性岩石，通常采集7~10kg；而对辉长岩、玄武岩等偏基性岩石，一般采集40~50kg。
对采集样品进行机械粉碎（以不破坏锆石晶体形态为标准）、淘洗、重力分选或磁选、双目镜下把锆石分选开来。
（二）样品制靶在双目显微镜下挑选锆石颗粒粘到双面胶上，加注环氧树脂，待固化后，将靶内锆石打磨至原尺寸一半大小。
样品靶抛光后在显微镜下拍摄锆石反射光和折射光照片，在等离子质谱实验室拍摄阴极发光（CL）照片。
（三）锆石U-P b测年实验根据锆石CL照片、反射光和折射光照片选择锆石测试位置，利用激光器对锆石进行剥蚀。
每个实验样靶一般粘有6~8个样品，每个样品可以根据情况测试不同数量的样点，而样点多时一般分成几组进行打点。
样点分组时，每组前后都有四个标样，即两个GJ1、一个SRM610/620和一个91500，其中SRM620不能出现在总体样点的首位位置且只出现一次。
阿尔泰小土尔根铜矿区岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地质意义
质意义阿尔泰小土尔根铜矿区位于内蒙古自治区西北部的阿尔泰山脉南部，是一个大型的矿床。
本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术，进行了该地区的岩体年代学研究，并分析了其地质意义。
岩体样品是来自小土尔根铜矿东南侧花岗闪长岩体和西北侧大理岩中的锆石。
通过化学分析，锆石样品的化学性质符合锆石的特征，同时，锆石的颜色鲜艳，晶体结构良好，痕迹元素含量较低，基本保证了定年精度。
经过测量和处理，得到小土尔根铜矿区东南侧花岗闪长岩体和西北侧大理岩中的锆石U-Pb定年结果为191±2 Ma和228±3 Ma，推断花岗闪长岩体和大理岩是晚三叠世至早侏罗世的产物。
根据研究结果，花岗闪长岩体和大理岩并排分布，并不具有同样的地层特征。
大理岩是区域构造演化的产物，属于古生代晚期琥珀多片岩套系。
而花岗闪长岩体是伫立于鲜菇川期中新世的岩体，是由于印度亚大陆向欧亚大陆的冲撞和压缩所形成的。
由此，得出了该区的地质演化特征和构造演化分析。
该岩体的定年分析为该区域古地理环境演化的研究提供了重要的年代学数据，同时还开启了该区域岩石学和地质演化的研究。
通过不断的研究，我们可以对该区域的构造演化和规律有更加深入的理解，为该区域的矿产资源的开发和利用提供一定的参析提供了花岗闪长岩体和大理岩的形成时间。
其中，花岗闪长岩体的定年结果为191±2 Ma，而大理岩的定年结果为228±3 Ma。
通过对这些数据的分析，可以得到如下结论：首先，花岗闪长岩体和大理岩都形成于晚三叠世至早侏罗世的时期。
这说明阿尔泰小土尔根铜矿区在这一时期以前已经存在了一定的地质构造基础，并积累了一定的岩石基础。
这其实是地球演化过程中的一个重要的节点。
同时，这个时期的区域构造和岩石成因都与当时世界范围内的构造和成因有关。
其次，大理岩和花岗闪长岩体的形成有一定的差异。
大理岩属于古生代晚期琥珀多片岩套系的产物，是古大陆板块演化的结果。
而花岗闪长岩体是伫立于鲜菇川期中新世的岩体，是由于印度亚大陆向欧亚大陆的冲撞和压缩所形成的。
南秦岭花岗岩锆石U—Pb定年及其地质意义
图 １ 秦岭 构造简 图及 南秦 岭花 岗岩采 样位 置 （据文 献 【１４，２７１］
Ｆｉｇ．Ｉ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｔｅｅｌｏ￣ｔｉ￣ｍａｐ ｆｏｒ ｇｒａｎｉｔｅｓ ｉｎ Ｓｏｕｔｈ Ｑｉｎｌｉａｇ ｓｈｏｗｉｎ￣ｔｈｅ ｓａａ］ｐｌｉｎｇ ｓｉｔｅｓ
维普资讯
花 岗岩 在南 秦 岭 出露 广泛 。从 西 向东 主 要 有 三 个 大 岩 体 群 ：（１）光 头 山 岩 体群 。 它 们靠 近勉 ·略 蛇 绿 构 造混 杂岩 带北 侧 ，包 括 迷 坝 、新 院 、姜 家 坪 、张家 坝 、光 头 山 、留 坝 和 西 坝岩 体 ；（２）五 龙 岩 体 群 。它 们 紧 靠 商 丹 断 裂 带 南 侧 ，包 括华 阳 、五 龙 、老 城 和 胭 脂 坝岩 体 ；（３）东 江 Ｉ＝ｌ岩 体 群 。 它 们 包 括 高 桥 街 、东 江 口 、柞 水 、曹 坪 和 沙 河 湾 岩 体 （图 １）。它 们 大 都 以大 的 岩 基 形 式 产 出 ，侵 人 到 古 生 代地 层 中 Ｉ。
第 ３期
孙 卫 东 等 ：南 秦 岭 花 岗 岩 锆 石 Ｕ—Ｐｂ定 年 及 其 地 质 意 义
２ｌｌ
类 似 Ｉ型 花 岗岩 。 它 们 可 能 是 Ｉ型 花 岗 岩 浆 经 浅 部 陆 壳 混 染 的结 果 。南 秦 岭 花 岗 岩 的 复 杂 类型 说 明 其 源 区岩 性 复 杂 ，既 有 基 性 火 成 岩 ，又 有 中 酸性 火 成 岩 及 沉 积 岩 ，与典 型 的 与洋 壳俯 冲有 关 的 １型 花 岗 岩 有 明显 区别 ，这 表 明它 们 可能 是 与 陆 壳俯 冲 有关 的 同碰 撞 型 花 岗岩 。
张 本 仁 等 将 南 秦 岭 花 岗岩 划分 为 三 种类 型 ： （１）Ｓ型 花 岗 岩 。主 要 是 华 阳 、胭脂 坝 和 五 龙 岩 体 。 它 们 虽 然 也 含有 磁铁 矿 和 榍石 ，但 ｓ型 花 岗 岩 副 矿 物 钛 铁 矿 、独 居石 和石 榴子 石 齐 全 ，且含 量 高 。Ｎａ２０ 含 量 较 低 ，ＫｚＯ／Ｎａ￣Ｏ及 ６”Ｏ（１０ ４５％ｓ～１３．０５％ｓ） 较 高 ；（２）Ｉ型 花 岗 岩 。以东 江 口岩 体群 为 代 表 副 矿 物 主 要 为 磁 铁 矿 和 榍石 ，Ｎａ：Ｏ 含 量较 高 ，Ｋ Ｏ／ＮａｚＯ 较 低 ．６ Ｏ （４．１‰ ～８．９７％ｓ）小 于 １０％ｏ，”Ｓｒ／“Ｓｒ小 于 ０．７０６；（３）过 渡 型 花 岗 岩 它们 的代 表是 光 头 山 岩 体 群 ，外 加 老 城 岩 体 。其 副 矿 物 组 成 复 杂 ，既 有 Ｉ 型 花 岗岩 的 特 征 矿 物 磁 铁 矿 和 榍 石 ，又 有 钛 铁 矿 、独 居 石 、榍 石 （？石 榴 子 石 ） 但 它 们 的 Ｎａ２０含 量 较 高 ， Ｋ Ｏ／Ｎａ２０较 低 ， Ｓｒ／ Ｓｒ（＜０．７０６）也 低 。这 些 又
锆石微区原位U-Pb定年的测定位置选择方法
第38卷第3期地质调查与研究Vol.38No.32015年09月GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCHSep.2015锆石微区原位U-Pb 定年的测定位置选择方法张永清，王国明，许雅雯，叶丽娟（中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170）摘要：锆石微区原位U-Pb 定年时，测定位置的选择至关重要，直接影响锆石测年结果。
锆石内部结构研究是锆石测定位置选择的重要依据，本文结合不同成因锆石的内部结构特征及其年代学意义，总结了岩浆锆石、变质锆石、热液锆石以及蜕晶化锆石的测定位置选择方法，认为组成单一的岩浆锆石是理想的U-Pb 定年对象，对于成因复杂的锆石尽量选取单一成因的颗粒或晶域，避免跨晶域选择测定位置。
对于跨晶域选择测定位置测定得到的年龄结果必须做适当的（如不一致线的方法）校正，才可以用于地质成因的解释，否则得到的是没有地质意义的混合年龄。
关键词：微区原位；锆石U-Pb 定年；选点方法中图分类号：P597+.1文献标识码：A文章编号：1672－4135（2015）03－0233-06收稿日期：2015-1-14基金项目:中国地质调查“锆石、磷灰石微区原位U-Pb 同位素测试方法研究（12120114001701）”作者简介：张永清（1982-），女，硕士，高级工程师，从事同位素地球化学和地质年代学研究，E-mail:zhangyq823@。
锆石具有较强的抵抗风化、蚀变和变质作用影响的能力，封闭温度高，分布广泛，普通铅含量低，是U-Pb 定年的理想对象[1-2]。
微区原位定年技术由于避免了常规方法中冗长、烦琐的化学处理过程，能对固体样品直接进行微区原位的同位素分析，可以揭示单颗粒尺度或者颗粒不同部位的年龄信息，效率明显提高，被广泛应用于锆石U-Pb 定年[3-5]。
常用的锆石微区原位U-Pb 定年方法包括二次离子质谱法（SIMS ）及激光剥蚀等离子体质谱法（LA-ICPMS ）[6-9]。
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。
锆石的矿物成因学与U-Pb微区定年研究进展
锆石的矿物成因学与U-Pb微区定年研究进展摘要：锆石是岩石中一种常见的副矿物，分布广，稳定性强，可以指示源区的构造背景等成因信息。
不同地质环境中形成的锆石具有不同的结构以及成分特征，准确判断锆石属于哪种成因类型才能正确理解锆石U- Pb年龄的意义。
而锆石的成因通常很复杂，单独以任何一种指标作为判别标志都可能对锆石成因类型判定的准确性造成影响。
目前锆石U-Pb定年与微量元素同时测定的原位微区分析是应用最广泛的地质测年方法之一，而在进行锆石U-Pb定年的同时，对锆石进行形貌特征、显微结构、矿物包裹体及微量元素特征等方面的综合研究，限定锆石的形成环境，才可能对具有复杂内部结构的锆石的同位素及化学成分分析结果做出正确合理的地质解释，对锆石成因做出正确的判断。
关键词：锆石；微量元素；U-Pb定年；成因学0.引言锆石作为一种常见的副矿物，普遍存在于沉积、岩浆和变质岩中。
因其具有特别稳定的晶体结构，极强的抗风化能力和物理、化学稳定性，能够完好地在各种环境中保存下来。
不仅如此，锆石的U-Pb体系封闭温度可以达到750℃以上，而形成后的Pb扩散封闭温度更高达900℃。
因此锆石成为了目前对峰期变质作用年龄、岩浆结晶年龄的测定和地质温度计的最理想的对象。
但是随着形成环境的不同，锆石往往会有不同的特点。
例如岩浆岩只具有单一阶段的演化历史，其中锆石U-Pb定年通常能够给出准确的年龄信息；而对具有复杂演化历史的变质岩来说，其中所包含的锆石则具有多期生长的复杂内部结构，如果只通过锆石微区U-Pb定年方法无法对获得的多组U-Pb年龄给与准确的地质解释。
因此需要再通过对锆石不同的区域进行系统的显微结构、微量元素特征和包裹体成分等进行综合研究，给出锆石中不同晶域的成因机制，对锆石的形成环境进行限定，进而为锆石U-Pb年龄的合理解释提供有效和重要的制约参数。
1.研究现状1.1不同成因锆石内部结构特征通常用来对锆石内部结构进行分析的方法有三种，分别是HF酸蚀刻法、背散射电子图像（BSE）和阴极发光图像（CL）。
黑龙江三道湾子金矿床锆石U-Pb年龄及其地质意义
中一超大型浅成低温热液型金矿床 同期 ， 代表 了早 白垩世 中晚期岩石 圈大规模伸展 减薄的动力学
环境。
关键 词 ：锆石 ｕ—Ｐ ｂ年龄 ； 地质 意义 ； 三道 湾子金 矿床
中 图 分 类 号 ： １ ．１ Ｐ５ ７ Ｐ６ ８５ ９ 文 献标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １—１７ （０ １０ ０ １ Ｏ １０ ２ ７ ２ １ ）５— ０ ８～ ５
西向、 北东 向断裂控 制 ， 西 向次级 张裂 带 是含 矿热 北 液运 移 和定位 的有利 部位 。
区域 上火 山岩极 为发 育 ， 划分 为晚 二叠世 五道 可
岭组 、 晚侏 罗世塔 木 兰 沟 组 、 白垩 世 光 华 组 和甘 河 早
组 。其 中 ， 晚侏 罗世塔 木 兰沟组 火 山岩 是本 区 的赋矿 围岩 。而 近年来 的测 年 结 果 显示 塔 木 兰 沟 组 中基 性 偏 碱性 火 山岩在 大小 兴 安 岭北 部 地 区很 可 能形 成 于 早 白垩世 ， 而不是 晚侏 罗世 。 侵入岩 出露 有晚 三叠世 大 卧牛河超 单元 ， 主要 分 布在法 别拉 河两岸一 大卧牛 河一 带 ， 体上呈 近东 西 总 向展 布 ， 为 四间房单 元和 三道 湾子单 元 。本 次测 年 分
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（Ko?ler and Sylvester, 2003）。
青海东昆仑托克妥Cu-Au(Mo)矿床含矿斑岩成因：锆石U-Pb年代学和地球化学约束
写一篇青海东昆仑托克妥Cu-Au(Mo)矿床含矿斑岩成因：锆石U-Pb年代学和地球化学约束的报告，600字
青海东昆仑托克妥Cu-Au(Mo)矿床位于青海省定西市塔尔曼乡，是一个岩浆型铜金矿床，主要产矿物为铜、金、钼。
通过历史地质学和锆石U-Pb定年研究，地质学家得出了研究表明，此处矿床形成于中生代，距今大约101 Ma。
锆石U-Pb定年结果指出，托克妥Cu-Au(Mo)矿床的形成是由
三个时期的岩浆活动造成的，分别为102.7Ma、99.4Ma和
94.8Ma。
通过对岩石样品的地球化学分析，该矿床的成因可
以被划分为三种类型：高强度花岗岩系山脉造山作用，弧头大陆内拉结构变质作用以及侵入性岩浆活动。
矿床形成有三个阶段性的岩浆活动，第一阶段的岩浆活动产生了准碳酸盐系的金矿石，锆石U-Pb定年表明这发生在102.7 Ma，第二阶段的岩浆活动产生了基性系火山岩，定年结果说
明这发生在99.4 Ma，最后一阶段的岩浆活动产生了轻碳酸盐
系的金矿石，发生在94.8 Ma。
这三个时期的岩浆活动都暗示
了不同的深部构造背景。
总之，青海东昆仑托克妥Cu-Au(Mo)矿床是由三次岩浆活动
产生的，其中第一次岩浆活动是由高强度花岗岩系山脉造山作用形成的，第二次岩浆活动是由弧头大陆内拉结构变质作用形成的，而最后一次岩浆活动则是由侵入性岩浆活动形成的。
锆石U-Pb定年结果表明，托克妥Cu-Au(Mo)矿床形成于中生代，大约距今101 Ma。
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。
赞皇变基性岩中锆石的U-Pb定年及其地质意义
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208
等时线方程
理论上, 上述等时线也能象Rb-Sr和Sm-Nd体系一样 进行岩石定年。但是，U、Th、Pb的活动性相当大， 使得U-Pb等时线定年受到很大的限制。
锆石的优势
锆石中含有的U、Th却很少含Pb，如果假设锆石形 成时不含Pb，即测定的所有Pb为放射成因。
由上式可得： 206Pb / 238U = e238t -1 207Pb / 235U = e235t -1
如果测定的锆石在形成后对U-Pb同位素是封闭的， 则可以得到两个相同的年龄。 在 207Pb/235U为横坐标， 206Pb/238U为纵坐标的二 维图上，不同的年龄点构成了一条一致曲线。
高灵敏度高分辨率离子探针质谱计(SHRIMP)法
2. Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱计（LAM ICPMS） 3. Isotope dilution thermal ionization mass spectrometry 同位素稀释热电离质谱仪(ID TIMS)，也称溶液法或稀释 法。多颗粒，单颗粒，化学流程，离子交换柱分离 4. Single zircon evaporation, using thermal ion mass
SHRIMP样品
将锆石颗粒与标样置于同一环氧树脂样品柱中，磨 蚀抛光至锆石核心出露。镀金后置于SHRIMP分析 舱内，用于分析。
SHRIMP分析分析出206Pb/204Pb，206Pb/238U， 207Pb/235U, 207Pb/206Pb和208Pb/232Th比值。
SHRIMP成果
第一代SHRIMP I的工作主要是在八十年代，揭示了最老 的地壳物质是形成于4.1~4.2Ga，早于以前认为的3.8Ga。 后来在2001年这一年龄又提前到4.4Ga(Wilde et al, 2001)。 在我国华北，TIMS和蒸发法得到的是3.3~3.5 Ga, SHRIMP研究发现了≥3.8 Ga的地壳物质(Liu, 1992)。 我国工作者得到的最年轻的是青藏高原碱性玄武岩的加权 平均年龄是3.82±0.08 Ma (MSWD = 1.16)，不一致曲线与 谐和线的交点是3.80±0.11 Ma (MSWD = 1.15)(万渝生等， 2004)。 世界上获得的最年轻的是美国Oregon州的一个晚更新世的 花岗闪长岩(112 ±24 Ka, Bacon et al, 2000)
spectrometry 热离子质谱计逐级蒸发－沉积测定法
1. SHRIMP
SHRIMP是高灵敏高分辨率离子探针，从仪器类型看也有 称之为高分辨率高灵敏度二次离子质谱仪。 第一台SHRIMP是于1980年在澳大利亚国立大学研制建成。 由地球科学院的物理和同位素专家W Compston教授和他的 博士生S Clement于1973年开始立项研究，先后参加人员还 包括F Burden(机械), N Schram(电子), D Millar(技术负责人), G Newstead(磁铁)和D Kerr(计算机控制)。 第一次成功的测试是用Ar+为一次离子源，对澳大利亚 Broken Hill的方铅矿进行了S、Pb同位素分析，获得了精确 的结果，这标志着SHRIMP新技术的诞生。SHRIMP的成功 极大地推动了地球科学的发展。
一致曲线Concordia
谐和图
锆石的优势
而且具有非常强的抗侵蚀能力，锆石中的U-Pb体系 封闭温度>750 oC, 形成后Pb的扩散封闭温度可以高 达900 oC，锆石形成广，所以锆石是目前测定岩浆结 晶和峰期变质作用年龄最理想的矿物。
锆石形成时有少量初始（普通）Pb的存在，在年龄计算 中需要扣除。但由于锆石中普通Pb很低，则只需测定 204Pb的含量，再根据地球Pb演化模式获得206Pb/204Pb、 207Pb/204Pb比值，估算出普通Pb并进行扣除即可获得放 射成因铅。
则前述方程
206Pb=206Pb +238U(e238t -1)； i 207Pb=206Pb +235U(e235t -1) i
可简化为：
206Pb=238U(e238t -1)； 207Pb=235U(e235t -1)
一致方程
206Pb=238U(e238t -1)； 207Pb=235U(e235t -1)
技术特点: 高分辨率, 高灵敏度, 高精度, 微区原位
SHRIMP的最大技术优势是矿物（锆石，独居石、榍石、 磷钇矿和磷灰石等）的微区原位(in situ)定年，不需化学 处理，可对一个矿物的不同部位直接定年，一般束斑直径 是20~30mm左右，1-2mm深。 可以测定非常年轻形成的锆石年龄(<2 Ma). 此外，SHRIMP还可以进行固体物质微区的S、Pb、Ti、 Hf和Mg同位素，以及REE含量的测定. 由于SHRIMP比以前的离子探针在性能上有很大提高，故 现在一般将其他类型的离子探针质谱仪称为”常规离子探 针质谱仪” (SIMS)
双层内部结构－两期
深熔锆石 magmatic
Inherited overgrowth Alteration zircon Inherited overgrowth
定年原理
同位素定年的基础是放射性衰变定律，通过测定 母体及其衰变产生的子体同位素含量，就可以利用衰 变定律算出形成以来的时间（年龄）。 锆石定年是利用了其中的U和Th同位素衰变成Pb同位素 锆石相对富含Th, U等放射性元素，而贫普通Pb，而 且其温度抗后期影响能力强，所以是定年的最佳样品
SHRIMP的问题
对一些前寒武纪锆石，SHRIMP获得的207/206年 龄往往具有较小的误差，而206/238的误差相对较 大，这与LA-ICP-MS正好相反。所以它一般多用 207/206年龄. 另外, 对于高U锆石区，SHRIMP有时会得出高的 206/238年龄.
SHRIMP STANDARDS
Pb loss and Discordia
上交点(upper intercept)年龄代表锆石结 晶年龄； 下交点(lower intercept) 年龄或者代表造 成铅丢失的一次热事件，或者没有任何地 质意义。
锆石U-Pb定年方法
1. Sensitive High Resolution Ion Microprobe
目前被SHRIMP用作标样的锆石有SL13, QGNG, AS3 和 TEMORA 1. Black et al (2003)的分析对比显 示：最常用的SL13具有最不均匀的Pb/U比值,用它 做标样是, 得到的年龄一般都低于其他三个标样标 定的结果. AS3标定的年龄是最老的. 只有QGNG和TEMORA 1产生的年龄与ID TIMS结 果一致. 在这两者中TEMORA 1能获得更高的精度.
2. ID TIMS方法
将一个或几颗锆石溶解于氢氟酸或/硝酸，加入208Pb-235U 混合稀释剂，蒸干，再用硅胶－磷酸溶液溶解，过离子 交换柱分离U, Pb，将溶液滴在单铼带丝上，在VG354型 热电离质谱仪上用高灵敏度Daly检测器进行U, Pb同位素 分析。 ID TIMS U-Pb定年分析可以给出206Pb/204Pb, 208Pb/206Pb, 以及普通铅校正过的206Pb/238U，207Pb/235U，207Pb/206Pb 比值。 为了减少Pb丢失的影响和吸附的普通Pb, 通常在锆石溶 解前利用高压气体进行磨蚀或用酸浸滤处理.
定年基础
→ 206Pb, 232Th → 208Pb，其中间 字体寿命短可以忽略，因此，可将206Pb、207Pb、 208Pb视为直接由238U、235U、232Th形成：
235U→207Pb, 238U
它们的等时线方程：
206Pb
= 206Pbi + 238U(eλ238t – 1)
207Pb
208Pb
= 207Pbi + 235U(eλ235t – 1)
= 208Pbi + 232Th(eλ232t – 1)
方程两边除于非放射成因的稳定同位素204Pb，得到：
Pb Pb 204 204 Pb Pb i
206 206
U 238t (e 1) 204 Pb
U 235t (e 1) 204 Pb
Th 232t (e 1) 204 Pb
232
238
207
Pb 204 Pb
207
Pb 204 Pb i
235
Pb 204 Pb