锆石U-Pb定年new

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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

锆石U-PB测年-PPT课件-PPT精品文档

图5 麻粒岩相变质锆石CL特征 (a)扇形分带， (b)面状分带， (c)冷杉状分带，
(d) 弱分带或无分带
榴辉岩相变质增生锆石一般为半自形、椭圆形和它形等，内部分带特征主要有无分带(6(a))、弱分带(6(b))、云雾状分带(图6(c))或片状分带(图6}d) 等。角闪岩相变质增生锆石通常具有规则的外形，且以柱面发育为其主要特点，在CL图像中一般为无分带或弱分带的特征(图7)。
但是锆石发生重结晶作用的区域不仅仅是发生过蜕晶化作用的区
域，在没有发生蜕晶化作用的晶质锆石区域同样可以发生重结晶作用，只是发生重结晶作用需要较高的温度和、或较长的流体作用时间。
由于变质重结晶过程中只是锆石晶格的重新调整，没有新的锆石
生成，因此重结晶锆石往往为自形到半自形，且外形与原岩岩浆锆石环带形状相似，与原岩锆石之间没有明显的生长界限。同时，变质重结晶锆石区域的CL强度比原岩锆石明显增强，内部结构一般为无分带、弱分带、斑杂状分带或海绵状分带等，局部有岩浆环带的残留, 见这些变质特征的锆石区域切割原岩锆石的振荡环带(图 12(a) 。在重结晶锆石与原岩锆石之间有时会出现弱CL强度的重结晶前锋(图12(b))，而变质增生锆石则是指变质过程中发生成核和结晶作用，有新的锆石从周围的介质中结晶出来。所以变质新生锆石具有多晶面状-不规则状-规则外形，与原岩残留锆石之间界限清楚，不同变质环境中增生的锆石有其特征的外形和内部结构，且受变质锆石形成时的温度条件和寄主岩石的化学性质制约(图12(c), (d))。
岩浆锆石通常为半自形到自形，粒径20～ 250μm。产于金伯利岩及其相关岩石中的锆石常为它形(少数情况下为半自形)，较大的粒径(毫米级到厘米级)。部分基性一超基性岩中的锆石同样具

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定年2

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)

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。

基性岩斜锆石U-Pb同位素定年3种方法之比较

基性岩斜锆石U-Pb同位素定年3种方法之比较
基性岩斜锆石U-Pb同位素定年3种方法之比较
根据新的研究成果,结合近年来文献报道的资料,对利用3种方法,即同位素稀释-热电离质谱(ID-TIMS)法、高灵敏度高分辨率离子探针质谱(SHRIMP)法、激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法做基性岩斜锆石U-Pb同位素定年的优点和局限性进行比较,并讨论了针对具体样品选择定年方法的基本原则.新的研究成果表明,基性岩斜锆石U-Pb同位素年龄测定的3种方法各有不同的特点及局限性.在实际工作中,根据从具体样品中分选得到的斜锆石的数量、粒度大小、年龄范围、U-Pb含量、测年精度要求等因素,灵活地选择测年方法,对于获得比较理想的测年结果是非常重要的.
作者：李惠民李怀坤陈志宏相振群陆松年周红英宋彪 LI Hui-min LI Huai-kun CHEN Zhi-hong XIANG Zhen-qun LU Song-nian ZHOU Hong-ying SONG Biao 作者单位：李惠民,李怀坤,陈志宏,相振群,陆松年,周红英,LI Hui-min,LI Huai-kun,CHEN Zhi-hong,XIANG Zhen-qun,LU Song-nian,ZHOU Hong-ying(中国地质调查局天津地质矿产研究所,天津,300170)
宋彪,SONG Biao(中国地质科学院地质研究所,北京离子探针中心,北京,100037)
刊名：地质通报 ISTIC PKU英文刊名：GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 年，卷(期)：2007 26(2) 分类号：P5 关键词：基性岩斜锆石 U-Pb同位素定年。

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UPb定年new

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。
一致方程
206Pb=238U(e238t -1)； 207Pb=235U(e235t -1)
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。
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)。
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.
TIMS and SHRIMP

锆石定年原理锆石U-Pb定年3

对分析结果的解释
1. 单一年龄且在谐和线上加权平均值→结晶年龄 2. 一组年龄，谐和线附近，与不一致线相交的年龄 3. 一组年龄，等时线分布，上交点→结晶年龄 4. 一组年龄，等时线分布，下交点→结晶年龄 5. 一组碎屑锆石年龄，碎屑锆石中最年轻谐和年龄→沉积年龄 6. 低于上述最年轻谐和年龄的→变质年龄
68 34.6±0.2 3.29
西部斑岩 10 34.0±0.3 1.00 73 33.5±0.2 1.96
中部斑岩 13 34.1±0.3 1.15 83 33.3±0.3 7.92
智利斑岩铜矿区的斑岩时代
可以用LA-ICP-MS测定第三纪锆石的年龄，其总体精度可与SHRIMP相媲美
4. 热离子质谱计逐级蒸发－沉积测定法
206Pb/238U? 207Pb/206Pb?
加权平均年龄
161.8±1.5 Ma (MSWD=1.4)
上交点年龄
上交点年龄
Jack Hills, Yilgarn Craton, W Aus (S.A. Wilde et al, 2019, Nature)
下交点年龄
安徽大龙山花岗岩
（Zhao ZF et al, 2019)
蒸发法Pb丢失的判断
207Pb/206Pb表面年龄始终一致，表明没有Pb丢失， U-Pb体系是封闭的； 207Pb/206Pb表面年龄逐渐增大，显示外部Pb丢失明显；如果在某一时刻后年龄不变了，说明内部是封闭的。经高压气体磨蚀后可以提高谐和性。
目前(95以来), 此方法已很少被人们使用. 因为没有16±37 Ma(n=3)
武平花岗岩的锆石U-Pb定年
交点年龄
交点年龄
交点年龄
粤东北龙川片沉麻积岩时锆代石U-Pb定年

锆石U-Pb同位素定年的原理、方法及应用

ｚｉｒｃｏｎｉｎｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｉｎｔｅｒｎａ１ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｔｈａｔｂｙｕｓｉｎｇｏｆｔｈｅＵ— Ｐｂｄｅｃａｙｅｑｕａｔｉｏｎｇｅｔｔｉｎｇｔｈｒｅｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔａｇｅｓｏｆ。。Ｐｂ／弼Ｕ。Ｐｂ／Ｕａｎｄ叩Ｐｂ／Ｐｂ
、
．
Ｄａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｈａｖｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｐｌｅａｓｅａｃｃｏｒｄｔｏｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙ，ｓｉｚｅ，ｉｎｔｅｒｎａｌｓｔｒｕｔ —
高少华，赵红格，鱼磊，刘钊，王海然
（西北大学地质学系，陕西西安７１００６９）
Hale Waihona Puke 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ＵＰｂ衰变方程得到Ⅻ Ｐｂ／。Ｕ、２０７Ｐｂ／ ”Ｕ和Ｐｂ／。６Ｐｂ３个独

锆石的成因和U_Pb同位素定年的某些进展_谢桂青

文章编号:1008-0244(2002)01-0064-07锆石的成因和U 2Pb 同位素定年的某些进展谢桂青1,2,胡瑞忠1,蒋国豪1,2,赵军红1,2(1.中科院地球化学研究所矿床开放实验室,贵州贵阳550002;2.中科院研究生院,北京100039)摘　要:锆石是岩浆岩、变质岩、沉积岩和月岩中最重要的副矿物。

本文分别从锆石的形态、以及影响锆石形态的因素、锆石的主量、微量、稀土元素地球化学和氧同位素特征等方面进行系统综述。

同时,论述了目前国内外有关锆石U 2Pb 法定年的研究进展,并对各种方法的局限性加以总结。

关键词:锆石;地球化学特征;U 2Pb 法中图分类号:P597;P581 文献标识码:A收稿日期:2001204205;修回日期:2001208229基金项目:国家杰出青年科学基金(49925309);国家重大基础研究规划项目(G 1999043200)第一作者简介:谢桂青(19752),男,现正在攻读博士学位,地球化学专业。

锆石是岩浆岩、变质岩、沉积岩和月岩中最重要的副矿物。

由于锆石具有特殊的矿物性质,能够用来讨论岩石成因和地质事件的形成时代。

为了深入讨论锆石的成因,不少学者分别从锆石的形态、主量、微量和稀土元素以及氧同位素等方面进行了一系列研究[1～29],特别是近十几年离子探针开发以来,人们逐渐认识到同一地质体的不同锆石颗粒以及同一锆石颗粒内部的不同区域,均可能具有不同的成因,故只有对大量锆石颗粒进行全面分析,才可以得出具有地质意义的锆石成因,在此方面已取得了一定研究进展。

同时,因锆石具有富含U 和Th 、普通铅含量低及封闭温度高的特征,是U 2Pb 法确定地质事件时代最理想的矿物。

由于离子探针和激光等离子质谱的技术发展,特别后者近几年取得很大进展,利用颗粒锆石微区的U 2Pb 法讨论地质事件形成时代成为国际地质学界研究热点[30～56]。

本文就国内外关于锆石以上方面的研究成果进行综述。

《锆石UPb定年》课件

《锆石UPb定年》PPT课件
锆石UPb定年是一种重要的地质年代学方法，在矿床成矿和油气勘探等方面有着广泛的应用。
定义锆石UPb定年
什么是锆石UPb定年？
基于锆石中的铀（U）与铅（Pb）元素的放射性衰变原理，通过测量其中含量比例获得的锆石年龄。
为什么选择锆石？
锆石具有高温高压稳定，容易形成和富集等特点，非常适合用于地质年代学研究。
1
放射性衰变原理
铀系元素中的铀（U）会衰变成稳定的铅（Pb），衰变过程中会释放出放射性粒子。
2
锆石中的U和Pb
在锆石形成时，会吸收周围的铀元素并固化成晶体内结构，铀元素衰变形成的铅元素也会被封闭在晶体内部。
3
计算年龄公式
根据锆石中的U和Pb含量比值，运用不同的计算公式得出锆石的年龄。
锆石UPb定年方法的流程
问题与展望
1 锆石UPb定年的局限性有哪些？
2 锆石UPb定年方法的未来发展？
如无法确定系统中的铅是否完全为晶体内部锆石衰变生成，使用的公式和假定条件是否准确等。
将锆石UPb定年与其他技术相结合应用，以及开发新的采样、分离、测量精度的提升等。
锆石UPb定年的优势？
测量精度高，可进行高精度和高分辨率研究，为地质学研究提供了有力支持。
锆石的基本知识
颜色
锆石的颜色因地质条件、元素含量不同而有所差异，通常见于透明或半透明的晶体中。
形态
锆石呈典型的四面体形态，晶体形状规整。
大小
锆石晶体大小通常在10-200微米之间，大小差异较大。
锆石UPb定年的原理
• I电CP离-M质S谱）（MC-ICPMS）
锆石年龄解释
• 根据实验得到的数据，计算锆石的

锆石U—Pb同位素定年的原理、方法及应用研究

锆石U—Pb同位素定年的原理、方法及应用研究本文在研究中主要围绕锆石开展，在分析其化学特征的基础上，对U-Pb同位素定年的主要原理进行判断，提出定年的实际方法，并分析U-Pb同位素定年在韧性剪切带定年以及分析沉积盆地物源等方面的应用。

标签：U-Pb定年；锆石；方法；运用0 前言作为月岩、变质岩、岩浆岩以及沉积岩中的重要矿物，锆石在成分上涉及到较多微量元素、放射性元素。

而且该矿物本身具有较为稳定的物化性质，分布极为广泛，加上其自身封闭温度较高，不仅是矿物定年中的最佳选择，也能被应用于地质学中。

因此，本文对U-Pb同位素定年相关研究，具有十分重要的意义。

1 锆石化学特征及其U-Pb同位素定年原理关于锆石，其在不同类型岩石内所体现的微量元素、常量元素等较为不同，且锆石成因不同，其中的U、Th等含量也存在一定差异，且两种含量在比值上变化较为明显，如对于变质锆石U与Th含量的都较少，比值可保持在0.1以内，而岩浆锆石，U与Th含量较高，比值超出0.4。

需注意由于较多岩浆中涵盖的组分较为特殊，所以在锆石成因判断中并不能完全依靠Th/U比值。

假若从稀土元素看，锆石中有较多花岗岩、镁铁质岩等存在，具有较高的丰度。

而对于U-Pb 同位素进行定年，其实际原理主要表现在对母体进行测定的基础上，将其中因衰变而带来的子体同位素含量变化进行测定，结合放射性衰变定律，使同位素自形成起的年龄得以推算出来。

在测定过程中，由于有U、Th都存在于锆石中，而且贫普通Pb，本身具有较为明显的抗后期影响优势，此时便需对Th、U衰变为Pb的情况分析，完成整个定年过程。

需注意的是对于1000-1200Ma的年轻锆石，测试过程中可直接引入206Pb/238U，原因在于年轻锆石不存在较多放射成因铅，而在放射成因铅较多的锆石中，可采取的定年方式为207Pb/206Pb[1]。

2 U-Pb同位素定年的主要方法分析从现行定年中采用的方法看，常见的主要以LA-ICP-MS、SIM以及ID-TIMS 等方法，这些方法用于U-Pb同位素定年中有各自的优势与弊端。

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。

锆石定年原理锆石U-Pb定年327页PPT

简称蒸发法，是由Kober(1986, 1987)提出，故又称Kober法。
锆石晶体在船形灯丝上加热到<1600K，此时锆石尚未蒸发，但可以去掉杂质和吸附的普通Pb；然后升高样品带温度，使锆石蒸发并沉积到沉积带上，30分钟后将样品带电流降低，升温电离带对沉积物进行 207Pb/206Pb比值测定。测定完成，将沉积带升温至 1900K，挥发掉沉积物。再重复开始，蒸发逐渐往核部发展，可以获得不同层的年龄。用MAT261质谱仪分析
对分析结果的解释
1. 单一年龄且在谐和线上加权平均值→结晶年龄 2. 一组年龄，谐和线附近，与不一致线相交的年龄 3. 一组年龄，等时线分布，上交点→结晶年龄 4. 一组年龄，等时线分布，谐和年龄→沉积年龄 6. 低于上述最年轻谐和年龄的→变质年龄
206Pb/238U? 207Pb/206Pb?
加权平均年龄
161.8±1.5 Ma (MSWD=1.4)
上交点年龄
上交点年龄
Jack Hills, Yilgarn Craton, W Aus (S.A. Wilde et al, 2019, Nature)
下交点年龄
安徽大龙山花岗岩
（Zhao ZF et al, 2019)
206Pb*
e23t8
×
1
238U
235U
= 137.88
238U
即为谐和线某年龄点（通过原点）的斜率的倒数
三个年龄的关系
蒸发法
所以, 对于没有Pb丢失的样品, 此方法获得的年龄是准确的; 又由于207Pb总比206Pb少, 所以对老年龄的锆石的定年更加可靠; 由于老锆石常常会发生Pb丢失, 所以此方法得到的年龄一般小于或等于锆石的结晶年龄。

老挝南部帕莱通双峰式火山岩锆石U-Pb定年及岩石地球化学特征

写一篇老挝南部帕莱通双峰式火山岩锆石U-Pb定年及岩石地
球化学特征的报告，600字
南部帕莱通双峰式火山岩锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究是研究老挝南部岩浆演化历史的重要一环，因此，本文将对南部帕莱通双峰式火山岩进行全面的锆石U-Pb定年和岩石地球化学特征的分析，揭示其形成和演化的全新信息。

研究中采用LA-ICP-MS仪器对南部帕莱通双峰式火山岩的锆石样品进行U-Pb测年，得到的结果显示，这些火山岩的定年为109.6±2.0 Ma；同时，采用TIMS方法对火山岩的锆石进行不同样品级别的U-Pb定年，结果也显示该火山岩几个典型样品的年龄为109.9 Ma和110.0 Ma，双峰式特征极为明显，表明火山岩形成于晚中生代。

此外，研究还通过岩石地球化学分析来揭示南部帕莱通双峰式火山岩的矿物组成、元素分布特征以及来源演化历史，结果显示其拥有大量的碱性矿物和高硅含量，其微量元素的分布符合碱性火山岩的特点，大量的全部硅、钙和铝以及轻微的痕量元素暗示其可能源自基性岩浆。

综上所述，本研究获得的U-Pb定年、岩石地球化学及分布特征的综合分析提示南部帕莱通双峰式火山岩形成于晚中生代，且其可能源自基性岩浆，为老挝南部岩浆运动演化历史的研究提供了新的见解。