LA-ICP-MS锆石年代学数据处理
斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法及应用
斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法及应用李艳广;汪双双;刘民武;孟恩;魏小燕;赵慧博;靳梦琪【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2015(000)012【摘要】对基性、超基性岩形成年龄进行精确测定一直以来都是同位素地质年代学领域比较棘手的科学难题。
由于采用岩石中锆石的年龄来指示基性、超基性岩的形成年龄往往存在诸多争议，越来越多的研究人员将目光投向了斜锆石，所采用的测试手段以往多为热电离质谱(TIMS)或具有原位、微区优势的二次离子质谱(SIMS) U-Pb 测年方法，进入21世纪以来，有研究人员开始尝试采用发展迅速且潜力巨大的激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术进行斜锆石 U-Pb 年龄测定。
然而，斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法仍处于探索阶段，相关方法论方面的研究也是鲜有报道。
本文对前人的斜锆石 U-Pb 定年研究进行了综合评述，并报道探索开发出的一套新的LA-ICP-MS 斜锆石 U-Pb 定年方法。
本文着眼于斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法，探索适用于斜锆石的激光条件和质谱参数，以斜锆石标准样品 Phalaborwa 为研究对象，建立了适用于斜锆石的 LA-ICP-MS U-Pb 定年测试方法，并将其应用于金川岩体中的斜锆石 U-Pb 年龄测定中，得到了较为准确的年龄结果。
本文依据“截距法”的理念编制了“BUSTER”数据处理程序，并基于斜锆石 Phalaborwa 和金川岩体斜锆石两次测试结果将其与目前常用的基于“ROM 法”或者“MOR 法”的数据处理软件“Glitter”和“ICPMSDataCal”中的“无内标单外标”模块进行了系统比较。
结果表明，就这两次测试的准确度而言，“BUSTER”要优于“Glitter”和“ICPMSDataCal”，但测试精度则不及后者，这与相关数值拟合优度及采用的误差传递策略不同有关。
另外，本文利用SHRIMP 方法对金川岩体中的斜锆石样品进行了测定，测试结果与采用本次研究所开发的斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法得到的测试结果在误差范围内一致。
江西武夷山地区杨林钼矿成矿岩体LA—ICP—MS锆石U—Pb年代学研究
江西武夷山地区杨林钼矿成矿岩体LA—ICP—MS锆石U—Pb年代学研究作者：黄卫平曾德华来源：《地球》2013年第03期[摘要]杨林钼矿是武夷山成矿带新发现的一小型钼矿床，成矿岩体为黑云母二长花岗岩。
本文首次利用LA-ICP-MS方法对黑云母二长花岗岩进行锆石U-Pb同位素分析，获得其成岩年龄154±2Ma。
这一年龄与武夷成矿带中的金溪熊家山钼矿、行洛坑钨钼矿、漳平北坑场钼多金属矿以及铅山篁碧钼多金属矿等矿床的成矿年龄十分接近，说明杨林钼矿与熊家山钼矿等矿床为同一动力地质背景下岩浆活动的产物。
[关键字]杨林钼矿黑云母二长花岗岩武夷山成矿带锆石U-Pb 江西[中图分类号] P597.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-62-20 前言武夷山成矿带地处赣闽两省交界部位，是中国东南部一条重要的铜多金属成矿区带，成矿地质条件优越，区内分布着一系列大型—超大型矿床，如冷水坑银铅锌矿、永平铜矿、行洛坑钨钼矿、熊家山钼矿、紫金山铜金矿等，为国家经济建设和社会持续发展发挥重要作用。
杨林钼矿位于江西省铅山县南西直距约20km，地处扬子板块与华夏板块碰撞拼贴带萍乡—广丰深大断裂南侧，北武夷隐伏基底断裂附近，为武夷成矿带中新发现的小型钼矿床。
由于该矿床的研究程度较低，缺少精确的成岩成矿年龄数据，制约了矿床的深入研究和进一步的找矿工作。
本文首次利用LA-ICP-MA方法对与成矿关系密切的黑云二长花岗岩进行锆石U-Pb年代学研究，以期对杨林钼矿成矿年代进行限定，指导区域上同类型矿床的找矿工作。
1 矿区地质概况区内出露地层单一，主要为中元古代铁砂街岩组和第四系（图1）。
铁砂街岩组岩性主要有黑云斜长角闪变粒岩和斜长角闪变粒岩。
区内断裂发育，地表共出露6条构造破碎带，分别为北西向的F1、F2、F3、F4和北东向的F5、F6，都为张性断裂，且延深较浅。
破碎带均表现为较强烈的硅化，并伴有钼矿化，为矿区的赋矿构造[1]。
LA-ICP-MS数据处理步骤_修改2)
西北大学大陆动力学国家重点实验室 LA-ICP-MS数据处理步骤微区分析研究室制2008-4-25第一步按照作样时的EXCEL记录表，以样品名命名建一个文件夹，然后将属于该样品的子文件夹放到其中，如下图所示。
然后将该文件夹拷贝一份，在一个里面做年龄计算，在另一个拷贝的文件里面做含量计算在调数据前，请弄清楚自己所做定年样品的岩石类型，因为不同的岩石类型其年龄结果的表示方式有很大差别。
尤其是对于变质成因的锆石，首先应仔细研究锆石的晶形、CL图像，因为：（Martin., EPSL, 2008）调数据，应对照CL图像，观察激光剥蚀的位置，因为复杂锆石不同的部分，具有不同的成因，以及不同的年龄结果（如下图所示）；如果所激光所剥蚀的位置为核幔边的交叉部位，那该分析点数据仅供参考，慎用。
(Rubatoo et al., EPSL, 1999)第二步进行信号的选择，处理数据。
1 在桌面上找到如下图标，双击运行。
2 弹出“Gliter”，点击“Isotope ratios”3 弹出4。
单击File——>Load Data找到所要处理的数据的文件夹，双击该文件夹5 弹出一个提示，点击确定6 弹出Standards，7 在Reference Material下选91500 U/Pb standard zircon8 (1)点击Multiple dwells，然后单击Set Dwell Times，会出现一个对话框，修改在每个元素（峰）上设置的Dwell time，锆石U/Pb测年设置的Dwell time一般为Ti 和 Pb（206，207，208）为20ms， Th、U 为10ms；其余为6ms，修改完后Accept注：修改Dwell time时，用鼠标双击每一个元素Dwell time所对应的条框，然后输入相对应的值，切记输入后按Enter；9 对照你作样时Excel的记录表，选中91500，然后Accept，每选中一个91500样品的序号前就会自动加一个“*”号注：如果记录错误，或选错91500那麽后面的步骤将很难进行，或数据有明显的错误10 单击Window——>Options，需要选三个地方（1）Select Std Yield Ration Interpolation——> Linear Fit to ratios(2)Select Signal Marker mode——>All analyses markers independent（3）将Seltect Std Uncertainty ——>改为2（将1.00000全选，输入2，即可）注：这一步非常关键，否则数据处理可能会难以进行11 选择信号Window——>Review Signal Selection12 弹出Review Signal Selection对话框，这时最好打开两个Review Signal Selection（选U），一个为Count/sec;一个为Isotope rations（选206Pb/238U），注：比值选最平的那一段，同时要注意观察Counts信号13 Glitter提供了一个可供观察的协和图（比较粗略）。
一 LA ICPMS锆石U Pb测年技术
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——L aser A blation-I nductively C oupled P lasma-M ass S pectrometry（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。
激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）剥蚀池6LA-ICP-MS 是一种新发展和建立起来的定年方法, 它是利用等离子体质谱计(ICPMS)进行U-Th-Pb 同位素分析.先将锆石样品用环氧树脂浇铸在一个样品柱上(mount), 磨蚀和抛光至锆石核心出露, 无需喷炭或镀金. 也无需将标样置于同一 mount 中. 将这个mount 和标样放置于同一样品舱内. 用激光剥蚀锆石使其气化, 用Ar 气传输到ICP-MS 中进行分析.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）岩石、矿物、流体/熔体包裹体、金属、有机物……LA-ICPMS分析的技术优势1.样品制备简单2.原位、“无损”3.低样品消耗量4.低空白/背景5.高空间分辨率(>5µm或者>100nm)6. 高效率(单点分析<3min)7. 避免了水、酸所致的多原子离子干扰8. 可以同时测定主、微量元素•Gray (1985)率先将ICP-MS与激光剥蚀系统相结合，开创了LA-ICP-MS微区分析技术(第一代ICP-MS于1984年出现)；•Jackson et al. (1992) 展示了LA-ICP-MS在地质样品微量元素定量分析中的潜力；•Fryer et al. (1993)将LA-ICP-MS应用于锆石U-Pb同位素定年。
LA-ICP-MS工作参数优化及在锆石U-Pb定年分析中的应用
LA-ICP-MS工作参数优化及在锆石U-Pb定年分析中的应用周亮亮;魏均启;王芳;仇秀梅【摘要】将激光器(LA)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)联用避免了溶液分析繁琐、耗时的前处理操作,减少了样品制备过程中可能带来的污染,同时又具备分析成本低、测试速度快、分析数据精度高等优势.本文将LA与ICP-MS联接使用,通过激光能量密度和剥蚀频率组合来讨论较低的元素分馏效应,同时匹配RF功率、采样深度、载气及He气流速等主要工作参数以获得较高的元素信号灵敏度和稳定性,从而得到仪器最优工作参数组合,建立了可靠的锆石U-Pb定年方法.通过对锆石标样91500、GJ-1及Ple(s)ovic互测结果表明,其206Pb/238U加权平均年龄分别为1063.9±6.0 Ma(2σ,n=20)、600.3±2.6 Ma(2σ,n=27)及337.6±1.7Ma(2σ,n=20),测试结果准确度和精度均在1%范围内,与前人报道的误差范围一致.使用优化后的仪器参数对来自鄂东南铜绿山矿区石英正长闪长玢岩岩体中的实际锆石样品进行测试,获得其206Pb/238U年龄与前人研究结果基本一致,表明本法能准确地对锆石进行定年分析.%Laser Ablation (LA) combined with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) avoids cumbersome analysis of solution and time-consuming pre process, thus reducing possible pollution during sample preparation.Moreover, LA-ICP-MS has the advantages of low cost, rapid determination, and high precision of analysis data.The lower fractionation effect of elements is discussed by combing laser energy density and denudation frequency.Meanwhile, the main working parameters such as RF power, sampling depth, carrier gas and He gas flow rate are matched to obtain high sensitivity and stability of the signal.Based on these, the optimal parameters of the instrument areobtained and reliable zircon U-Pb dating method is established.By mutual determination of zircon age standard substance 91500, GJ-1, and Ple(s)ovic, the respective weighted average ages of 206Pb/238U were 1063.9±6.0 Ma (2σ, n=20), 600.3±2.6 Ma (2σ, n=27), and 337.6±1.7 Ma (2σ, n=20).The accuracy and precision are within 1%, consistent with previousing the optimized parameters of the instrument, the quartz-orthoclase diorite porphyrite from the Tonglushan Orefield in Southeast Hubei has the 206Pb/238U age of zircon, basically consistent with the previous results, indicating that this method can be used for zircon U-Pb dating.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】10页(P350-359)【关键词】激光剥蚀电感耦合等离子体质谱;参数优化;元素分馏指数;信号灵敏度;信号稳定性;206Pb/238U加权平均年龄【作者】周亮亮;魏均启;王芳;仇秀梅【作者单位】湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034;湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034;湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034;湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034【正文语种】中文【中图分类】O657.63;P597.3激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是由Gray(1985年)、Houk(1987年)、Arrowsmith(1987年)等在ICP-MS的基础上使用激光器进样的方式，实现了样品固体分析技术[1]。
激光探针等离子体质谱法（LAM—ICPMS）用于年龄锆石U—Pb定年
雾 化 气 流 速 （Ｎｅｌｍｌｉ耐 ｇａｓｆｌｏｗ）
０ ９２５～１ ０５ Ｔ／ｒａｉｎ
透镜 电 压 （Ｌｅｎｓ ｖｏｌｔａｇｅ）
８ ０～９ ０ Ｖ
四 扳杆 前 端偏 压 （ＡＣ ０ｆｆｓｅｔ ｖｏｌｔａｇｅ）
一１５ ４ ｖ
质 谱扫 描 方式 （ＭＳ ８ｃａｎ ｒｌｌｏｄｅ￣） 质 量分 辨 率 （Ｍａｓｓ￣ｓｏｌｍｉｏｎ）
需 １～１．３ ｍｉｎ时间。分析 流程为 载气 空 白、监 控 标 样和锆石 样品循环进行 。因 ＮＩＳＴ６１０合 成玻璃标 样 与锆石 的基体相差极 大 ，采用 ＮＩＳＴ６１０作校正标 样 常出现相反 的 Ｐｂ／Ｕ比值偏 差。本研 究使 用实验 室锆石标 样 ＮＭ１５ （内蒙古 伟晶岩锆石 ）作监 控标 样 ，Ｐｂ／Ｕ比值 校正 系数优于 ５％ 。将所 获得 的数 据 对应地减 去 Ａｒ载气 空 白的平 均值 ，而 ２ｏ４Ｈ＃的扣 除 是 采 用 Ｐｈ＝２￣Ｍａｓｓ一２．３００ ７４×２ｏ２Ｈ＃校 正 方程 。 剔除 出现 （ ｕ）尖 峰信号的数据 组 ．然后求 一Ｐｈ／ ”Ｕ、 ｐｂ／２ｏ４ｐｂ（对 老锆石还 需求 Ｐｂ／一Ｐｈ）比值 及其标准 偏差 （１ ，即为每条 扫描线 的测定结果 。 最 后 ，利用 ＩＳＯＰＬＯＴ程序计算 同一锆石 样品 的上 述 同位素 比值 的加权平 均值 及其 年龄 。 当 岬 ｂ／ Ｐｈ 大 于等于 ２ｏｏ（年 轻锆 石）或大 于等于 ３ ｏｏｏ（年老锫
２．２ 质 ■歧视 的消减
ＬＡＭ—ＩＣＰＭＳ同位 素 比值测 量 不 可 避免 地 会受 到 ＩｃＰ．Ｍｓ的质 量歧 视效应 的影 响 ；这种 效应 不仅 来 源于检测 器 ，还存 在于离子 进入质谱计 之前 的飞 行 通道 中 ，即空 问 电荷效 应 １；它严 重地 影 响 了 ＬＡＭ—ＩｃＰＭｓ定年 中 Ｐｂ／” ｕ 比值 的准确测 定 。至 今 尚未有在仪 器上解 决这 一问题 的报道 。我 们 的研 究发 现 ，ＬＡＭ．ＩＣＰＭＳ的质量歧视效 应与仪 器的工作 参数 （如雾 化气流 速 、透镜 电压 、质 量分辨率 及杆前 偏置 电压等 ）关 系密切 。在 表 １给定 的优化分 析参数 条件下 ，杆前偏 置 电压 的改变对仪 器的质量歧 视效
锆石Hf同位素：MC-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS分析结果的比较
表 2; 锆石 !" 分离流程 #)C’/ 2; @/^)&)E%D, D" !" "&DM _%&‘D,F
步骤
27 平衡 87 载样 :7 淋洗基体元素 G7 接收 !" 元素
酸
体积
2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+ 2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+ 2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+ 2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+
G; 结果及讨论
锆石样品的 !" 同位素分析结果（ 表 8）显示，首先，在采 用 *=<>=?<*@ 分析的三个锆石样品及其平行样的结果中， 同一样品的 !" 同位素组成在误差范围内高度一致。这表明 用单柱离子交换色谱法分离锆石的 !" 元素，可以达到很好 的分离效果，能够保证 !" 同位素分析结果的再现。其次， *=<>=?<*@ 和 60<*=<>=?<*@ 两种分析方法获得了在误差 范围一致的结果，表明用这两种方法获得的锆石 !" 同位素 组成具有很好的可对比性。
为了保证分离效果，每次在离子交换柱使用前后均采用 K* !=’ L 8G* !+ L !8 O 各 28M6 清洗一次。经测定，两次清 洗后的离子交换柱空白可达到 : ] 29 T 22 U 以下。
!" 同位素分析是在中国科学院地质与地球物理研究所 +%,,%U), Q/^Ea,/ 型 *=<>=?<*@ 上完成的。在 *=<>=?<*@ 分 析时，采用静态接收方式测量2J8 IC、2J: IC、2J4 6a、2J（K IC、6a、 !"）、2JJ !"、2JP !"、2J3 !"、2P9 !" 和2P8 .，使 用 !" 标 准 溶 液 1*= GJ4 监测仪器的稳定性，同时对样品进行外部校正。分析过 程中，仪器对一个样品采集 3 组共 39 个数据进行统计。在 每次测量之前进行基线测量作为样品测量的背景，在随后的 样品测量后进行自动在线校正。在每次测完样品溶液之后， 用 8\ !QO: Z 2\ !+ 溶液清洗约 G L PM%,，检测2P9 !" 信号 降至 89 L :9!b 后，开始下一个样品的测量。每个样品总的 测量时间为 24 L 89M%,。
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。
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
单颗粒锆石的20_m小斑束原位微区LA_ICP_MSU_Pb年龄和微量元素的同时
第52卷 第2期 2007年1月论 文单颗粒锆石的20 µm 小斑束原位微区LA-ICP-MS U-Pb年龄和微量元素的同时测定柳小明①② 高 山①② 第五春容② 袁洪林② 胡兆初②(① 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 武汉430074; ② 西北大学大陆动力学国家重点实验室, 西安 710069.E-mail: xmliu@)摘要 利用193 nm LA-ICP-MS 在20 µm 小斑束条件下对3个国际标准锆石样品和一个实验室内部的标准锆石样品进行了U-Pb 年龄和20个微量元素的同时测定. 测定结果显示, 91500, GJ1和TEMORA1(TEM)三个国际标准锆石样品的206Pb/238U 加权平均年龄分别为(1064.4±4.8) Ma (2σ , n = 15), (603.2±2.4) Ma (2σ , n = 15)和(418.2±2.4) Ma (2σ , n = 11), 其分析的单点相对偏差(2σ )均小于2.2%, 加权平均年龄的相对偏差(2σ )均小于0.6%. 这些年龄测定值与推荐值之间在误差范围内完全一致. 一个实验室内部标准锆石样品SK10-2(来自辽东地区细粒辉长岩)的206Pb/228U 加权平均年龄为(31.42±0.25) Ma (2σ , n = 16), 其单点相对偏差(2σ )为2.4%~5.7%, 加权平均年龄的相对偏差(2σ )为0.80%, 与Yuan 等测定结果一致. 利用相同的仪器测试条件对NIST612和NIST614中微量元素进行了测定, 测定值与推荐值在误差范围内完全一致. 在年龄测定的同时, 采用NIST610作外标, 对微量元素分布不均匀的91500和GJ1锆石中的微量元素进行了分析, 91500的测定值基本落在文献提供的元素含量变化范围之内, GJ1锆石中Pb, Th 和U 含量的测定值也落在TIMS 测定值之内. 4个锆石样品平滑性的稀土元素球粒陨石标准化曲线表明, 所获得的稀土元素之间的相对含量也是准确的. 这些分析表明, 本次研究所建立的LA-ICP-MS 分析方法, 在 20 µm 激光斑束条件下, 不仅可准确测定锆石的U-Pb 年龄, 而且可以同时较准确的获得锆石的微量元素组成.关键词 LA-ICP-MS 小斑束 锆石定年 微量元素2006-10-08收稿, 2006-11-27接受国家自然科学基金(批准号: 40472099)、国家自然科学基金委员会“创新研究群体科学基金”(批准号: 40521001)、教育部长江学者和创新团队发展计划项目(编号: IRT0441)和教育部科学研究重大项目(编号: 306021)资助锆石是自然界中最常见的副矿物之一, 广泛存在于岩浆岩, 变质岩和沉积岩中. 由于其具有良好的物理和化学稳定性, 在漫长的地质历史中仍保存了它的原生特征. 因此, 锆石已成为追踪地球演化历史的有效工具. 如根据碎屑锆石U-Pb 定年发现了地球最古老的4.4 Ga 地壳物质的存在[1]. 依据碎屑锆石中Ti 含量计算出的锆石结晶温度显示, 在4.35 Ga 前地球就形成了地壳, 并存在着侵蚀和沉积作用[2]. 这些具有重大意义的研究成果是在对锆石进行U-Pb 定年的基础上, 配合锆石中微量元素Ti 含量而获得的. 但锆石结构复杂, 并常常含有其他矿物的包体. 因此, 必须结合阴极发光(CL)和背散射(BSE)图像进行原位(in-situ)U-Pb 定年和微量元素分析, 才可获得有用的信息. 现今进行微区原位测定的仪器主要有: 二次离子探针(SIMS), 如澳大利亚生产的SHRIMP 和法国生产的Cameca IMS 型仪器等, 和激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS). SIMS 型仪器是目前最主要的定年手段. 但由于这种类型的仪器存在购置费用昂贵、分析速度较慢和成本较高的不足, 特别是在多元素分析时需要更长的测定时间, 而LA-ICP-MS 正好弥补了它们的不足, 仪器购置和运行成本较低, 40多种元素含量测定仅需2 min. 因此, 它成为矿物微区原位微量元素分析的首选方法. 经过不断地探索, LA-ICP-MS 在锆石U-Pb 定年方面也获得了可与SHRIMP 和TIMS 相媲美的分析结果[3~8], 并已经投入实际样品的分析工作之中. 因此, LA-ICP-MS 正逐渐成为锆石U-Pb 定年和微量元素分析的重要工具.相对SIMS 仪器而言, 锆石的LA-ICP-MS 分析所用样品量比较大. 对于结构复杂的或颗粒较小的锆石, 由于同一点位只能进行一次分析而往往不能同论文第52卷第2期 2007年1月时获得锆石U-Pb年龄和微量元素分析数据. 为了克服这一缺陷, 人们在LA-ICP-MS分析方法和仪器方面进行了一些探索. 如Li等[9]采用激光(斑束直径20~30 µm)剥蚀等离子体质谱同时获得了锆石U-Pb 年龄和微量元素的含量. 对年龄为1066和150 Ma的锆石同时开展定年和微量元素分析, 获得206Pb/238U 年龄的单点相对偏差分别为7%~25%和13%~29%, 加权平均年龄的相对偏差分别为 2.1%和 3.0%(2σ ). Yuan等[10]利用LA-ICP-MS采用两阶段剥蚀方法在同一点先测定U-Pb年龄后测定微量元素, 虽然对样品取得了令人满意的分析结果, 但对复杂锆石可能获得的年龄和微量元素信息不一定具有对应关系. 这些研究都是为同时获得年龄和微量元素信息进行的尝试. 但这些研究由于受到激光器波长或仪器灵敏度的限制, 均是在较大激光斑束条件下实现的, 且具有较大的分析偏差. 由于激光的斑束越小, 随着剥蚀深度的增加元素的分馏就越明显[5]. 因此, 高空间分辨率的小斑束锆石原位定年是技术的难点. 本研究在激光斑束直径为20 µm的条件下, 对3个国际标准锆石(哈佛大学标准锆石91500, 澳大利亚国立大学标准锆石TEMORA 1(简称TEM), 澳大利亚Macquarie大学标准锆石GJ1)和一个实验室内部的标准锆石SK10-2(来自辽东地区细粒辉长岩), 开展了U-Pb年龄和20个微量元素(REE, Ti, Nb, Ta , Pb, Th和U)的同时测定. 在相同的仪器测定条件下对NIST612和NIST614标准硅酸盐玻璃中的微量元素进行了测定, 以验证LA-ICP-MS 在20 µm小斑束条件下对锆石中U-Pb年龄和微量元素同时测定的可能性.1 仪器与实验1.1 仪器激光剥蚀系统为德国MicroLas公司生产的GeoLas200M. 该系统由德国Lamda Physik公司的ComPex102 ArF准分子激光器(波长193 nm)与MicroLas公司设计的光学系统组成, 斑束直径可从4~120 µm逐档变化. 单脉冲能量200 mJ, 最高重复频率20 Hz, 平均功率4 W. 经光学系统匀光和聚焦, 能量密度可达20 J/cm2. ICP-MS为美国Agilent公司生产的Agilent7500a. 该仪器独有的屏蔽炬(Shield Torch)可明显提高分析灵敏度(对于1 µg·g−1的U, 238U 在激光斑束直径为40 µm, 频率为10 Hz时的每秒计数(cps)为4500). 1.2 实验将4个锆石样品(年龄从1064~31 Ma)和三个人工合成的硅酸盐玻璃NIST 610, NIST612和NIST614分别用双面胶粘在载玻片上, 放上PVC环, 然后将环氧树脂和固化剂进行充分混合后注入PVC环中, 待树脂充分固化后将样品座从载玻片上剥离, 并对其进行抛光, 直到样品露出一个光洁的平面. 样品测定之前用体积百分比为3%的HNO3清洗样品表面, 以除去样品表面的污染.激光剥蚀时, 斑束直径为20 µm, 频率为10 Hz. 采样方式为单点剥蚀. 以He作为剥蚀物质的载气. 由于采用高纯度的Ar和He气, 204Pb 和202Hg的背景<100 cps. ICP-MS数据采集选用一个质量峰采集一点的跳峰方式, 单点停留时间分别设定为6 ms (Si, Ti, Nb, Ta和REE), 15 ms (204Pb, 206Pb, 207Pb和208Pb)和10 ms (232Th和238U). 每测定5个样品点测定一个锆石91500和一个NIST610. 每个分析点的气体背景采集时间为30 s, 信号采集时间为40 s. 数据处理采用GLITTER (ver 4.0)程序, 年龄计算时以标准锆石91500为外标进行同位素比值分馏校正. 在计算每个同位素测点净计数时, 背景计数采用该点在30 s内气体背景计数的平均值. 标准锆石91500同位素比值的测定值, 是通过样品分析过程中, 插入的该锆石分析点所获得的同位素比值经线性拟合获得. 在样品校正后的同位素比值标准偏差计算中, 除了考虑样品和外标锆石91500同位素比值在测定过程中产生的标准偏差外, 91500同位素比值的推荐值的标准偏差也考虑在内, 其相对标准偏差设定为1%. 各样品的加权平均年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot (ver 2.49)[11]. 元素浓度计算采用NIST610作外标,Si 作内标. 仪器工作参数见表1.表1 LA-ICP-MS工作参数ICP-MS工作参数RF功率1320 W Einzel透镜2 −5 V载气流速0.00 L/min Omega偏压−29 V辅助气流速0.85 L/min Omega透镜(+) 2.7 V提取透镜1 -163.5 V Omega透镜(-) −6.1 V提取透镜2 -79 V QP聚焦 5.0 VEinzel透镜1,3 -122 V Plate偏压−4.4 VLaser工作参数波长193 nm 信号测量时间40 s单束能量100 mJ 背景测量时间30 s频率10 Hz 剥蚀池载气流速0.67 L/min 班束直径20 µm第52卷 第2期 2007年1月论 文2 结果与讨论在激光斑束为20 µm 的条件下, 对哈佛大学标准锆石91500, 澳大利亚Macquarie 大学标准锆石GJ1, 澳大利亚国立大学标准锆石TEM 和实验室内部标准锆石SK10-2的年龄和14个REE, Ti, Nb, Ta, Pb, Th 和U 进行了同时测定. 测定的年龄和同位素比值数据列于表2. 微量元素数据见表3. 它们的谐和图和加权平均年龄见图1. 各锆石稀土元素测定值球粒陨石标准化分布模式见图2. NIST612和NIST614微量元素测定平均值与推荐值之间的相对误差分布见图3.由于这些样品中的204Pb 的计数接近背景值, 因此未对普通Pb 进行校正. 根据表2给出的锆石年龄测定值和对应的1σ 标准偏差值, 可以获得91500, GJ1和TEM 的206Pb/238U 年龄单点相对偏差(2σ )分别为1.6%~1.9%, 1.4%~1.7%和1.7%~2.2%. 尽管SK10-2的206Pb/238U 年龄只有31 Ma 左右, 放射性成因Pb最低只有2.4 µg·g −1, 最高为18 µg·g −1, 平均值为7.5 µg·g −1, 但单点相对偏差(2σ )依然为 2.4%~5.7%. 采用Isoplot 计算获得91500, GJ1, TEM 和SK10-2的206Pb/238U 加权平均年龄分别为(1064.4±4.8) Ma (2σ , n = 15), (603.2±2.4) Ma (2σ , n = 15), (418.2±2.4) Ma (2σ , n = 11)和(31.42±0.25) Ma (2σ , n = 16), 相应的相对偏差(2σ )分别为0.45%, 0.40%, 0.57%和0.80%, 与文献[9]在20~30 µm 条件下相比, 无论是单点年龄还是加权平均年龄的相对偏差, 仅为其20%或更小. 这些锆石对应的年龄推荐值或已发表的数据分别为(1062.4±0.6) Ma (2σ ) (TIMS)[12], (608.53±0.37) Ma (2σ ) (TIMS)[13], (416.75±0.24) Ma (2σ ) (TIMS)[14]和(32.10±0.49) Ma (2σ ) (LA-ICP-MS)[10]. 测定值与已发表的值之间在误差范围内是完全一致的.表3给出了各元素的检出限, 同时获得的4个锆石样品的微量元素含量以及NIST612和NIST614的元素含量测定平均值. 从表3可见, 稀土元素的检出限在79~ 8 ng·g −1之间, 大部分小于20 ng·g −1; Ti, Nb 和Pb 的图1 锆石样品的谐和图图中插图为对应的锆石样品的年龄分布图论文第52卷 第2期 2007年1月图2 球粒陨石标准化锆石样品稀土元素分配模式图(a)中的两条灰色线分别代表文献[10]中给出的锆石91500稀土元素含量最高值和最低值的球粒陨石标准化曲线图3 NIST612和NIST614测定平均值和推荐值的相对误差分布●示NIST612, ▲示NIST614; 纵坐标RE(%)=100×(测定平均值−推荐值)/推荐值, 灰色区域为±10%检出限较高, 分别为170, 36和39 ng·g −1; Ta, Th 和U 的检出限最低, 分别为7, 6和5 ng·g −1.表3所列出的同一锆石样品中各分析点的微量元素含量变化较大, 这主要是由于天然锆石中微量元素分布不均匀所致. Yuan 等[10]的研究结果证明, 对于年龄均一的锆石巨晶91500, 用LA-ICP-MS 在120µm 斑束条件下分析的4小块样品, 同一微量元素含量的变化幅度可达130%~400%. 这种变化不仅体现在不同小块之间, 即使同一小块不同分析点之间也表现出较大差异. 本次所测91500的微量元素平均值基本落在其含量变化范围之内. 对于巨晶锆石GJ1, 在文献[13]中采用TIMS 测得不同小块之间的U, Th 和Pb 的含量分别为19.3~37.4, 6.26~12.72和212~422 µg·g −1, 本次测定的含量分别为25.6, 6.6和212 µg·g −1. 对于小颗粒锆石TEM 和SK10-2, 虽然每一颗锆石具有相同的U-Pb 年龄值, 但其微量元素变化更大. 由于颗粒小和元素分布不均匀, 采用多颗粒锆石消解的溶液分析方法, 只能获得这些元素含量分布的平均值, 不能真实反映单个颗粒中所包含的微量元素信息. 从本次测定获得的锆石稀土元素球粒陨石标准化曲线(图2)的分布可以看出, 4个锆石样品具有不同的分布模式, 这包括轻重稀土的分异程度, Ce 和Eu 的异常程度等. 但对同一样品, 稀土元素球粒陨石标准化曲线具有同样的分布形式, 只是稀土总量有所变化. 每一条曲线的平滑程度从另一个方面反映了所测稀土元素含量相对之间的准确性(91500和GJ1中含量低于检出限的La 除外).第52卷第2期 2007年1月论文表2 标准锆石的同位素比值和年龄测定结果同位素比值 U-Pb年龄/Ma样品分析号207Pb/206Pb 1σ207Pb/235U 1σ206Pb/238U1σ207Pb/206Pb1σ207Pb/235U 1σ206Pb/238U1σ91500-1 0.07675 0.00185 1.88815 0.042690.178760.001701115 471077 15 1060 9 91500-2 0.07403 0.00177 1.83148 0.041030.179730.001681042 481057 15 1066 9 91500-3 0.07175 0.00192 1.77208 0.044930.179380.00175979 541035 16 1064 10 91500-4 0.07347 0.00187 1.81513 0.043520.179420.001741027 511051 16 1064 10 91500-5 0.07258 0.00211 1.80375 0.049730.180440.001911002 581047 18 1069 10 91500-6 0.07524 0.00178 1.86237 0.041060.179710.001661075 471068 15 1065 9 91500-7 0.07543 0.00198 1.86251 0.046050.179230.001761080 521068 16 1063 10 91500-8 0.07751 0.00199 1.91172 0.046040.179010.001751134 501085 16 1062 10 91500-9 0.07527 0.00183 1.86057 0.042330.179370.001671076 481067 15 1064 9 91500-10 0.07477 0.00170 1.85351 0.039030.179860.001601062 451065 14 1066 9 91500-11 0.07289 0.00180 1.80665 0.041800.179790.001661011 491048 15 1066 9 91500-12 0.07617 0.00173 1.88773 0.039830.179760.001611099 451077 14 1066 9 91500-13 0.07477 0.00184 1.84939 0.042540.179370.001681062 491063 15 1064 9 91500-14 0.07904 0.00199 1.96074 0.046170.179900.001721173 491102 16 1066 9 91500-15 0.07301 0.00205 1.80481 0.047870.179250.001811014 561047 17 1063 10 GJ1-1 0.0616 0.0018 0.8313 0.0228 0.0979 0.0009 660 61614 13 602 5 GJ1-2 0.0585 0.0016 0.7931 0.0197 0.0983 0.0008 550 57593 11 604 5 GJ1-3 0.0613 0.0017 0.8326 0.0209 0.0985 0.0008 650 57615 12 606 5 GJ1-4 0.0592 0.0016 0.8057 0.0201 0.0987 0.0008 575 57600 11 607 5 GJ1-5 0.0608 0.0015 0.8192 0.0190 0.0977 0.0008 633 53608 11 601 5 GJ1-6 0.0613 0.0017 0.8250 0.0206 0.0976 0.0008 650 57611 11 600 5 GJ1-7 0.0622 0.0016 0.8400 0.0200 0.0980 0.0008 680 54619 11 603 5 GJ1-8 0.0626 0.0015 0.8493 0.0183 0.0984 0.0008 695 49624 10 605 4 GJ1-9 0.0599 0.0014 0.8110 0.0177 0.0982 0.0007 599 51603 10 604 4 GJ1-10 0.0603 0.0015 0.8131 0.0189 0.0978 0.0008 613 54604 11 602 5 GJ1-11 0.0618 0.0015 0.8367 0.0186 0.0982 0.0008 667 51617 10 604 4 GJ1-12 0.0602 0.0015 0.8121 0.0192 0.0979 0.0008 609 54604 11 602 5 GJ1-13 0.0594 0.0016 0.8022 0.0203 0.0979 0.0008 583 58598 11 602 5 GJ1-14 0.0602 0.0017 0.8154 0.0216 0.0982 0.0008 612 60606 12 604 5 GJ1-15 0.0588 0.0016 0.7961 0.0203 0.0982 0.0008 560 59595 11 604 5 TEM-1 0.0566 0.0019 0.5240 0.0171 0.0671 0.0006 475 74428 11 419 4 TEM-2 0.0584 0.0018 0.5410 0.0160 0.0672 0.0006 544 67439 11 419 4 TEM-3 0.0577 0.0021 0.5323 0.0181 0.0669 0.0007 519 76433 12 417 4 TEM-4 0.0640 0.0025 0.5949 0.0227 0.0674 0.0008 741 82474 14 421 5 TEM-5 0.0623 0.0019 0.5762 0.0162 0.0670 0.0006 685 62462 10 418 4 TEM-6 0.0567 0.0022 0.5233 0.0195 0.0669 0.0007 478 84427 13 418 4 TEM-7 0.0616 0.0021 0.5722 0.0183 0.0673 0.0007 662 70459 12 420 4 TEM-8 0.0588 0.0016 0.5396 0.0137 0.0665 0.0006 560 58438 9 415 3 TEM-9 0.0595 0.0024 0.5528 0.0211 0.0673 0.0007 586 84447 14 420 4 TEM-10 0.0606 0.0021 0.5618 0.0189 0.0672 0.0007 625 74453 12 419 4 TEM-11 0.0573 0.0026 0.5287 0.0232 0.0669 0.0008 503 97431 15 417 5 SK10-2.1 0.04135 0.00607 0.02789 0.004050.004890.000100.17027.9 4.0 31.40.7 SK10-2.2 0.04607 0.00759 0.03083 0.005010.004850.000130.135730.8 4.9 31.20.8 SK10-2.3 0.03980 0.00338 0.02703 0.002250.004920.000070.1027.1 2.2 31.70.5 SK10-2.4 0.04727 0.00259 0.03158 0.001670.004840.0000662.612631.6 1.7 31.10.4 SK10-2.5 0.04346 0.00379 0.02942 0.002510.004910.000080.16229.4 2.5 31.60.5 SK10-2.6 0.04663 0.00357 0.03105 0.002320.004830.0000730.017431.0 2.3 31.10.5 SK10-2.7 0.04313 0.00316 0.02925 0.002090.004920.000070.11229.3 2.1 31.60.4 SK10-2.8 0.04689 0.00601 0.03217 0.004060.004980.0001143.528132.2 4.0 32.00.7 SK10-2.9 0.04607 0.00295 0.03099 0.001930.004880.000060.114931.0 1.9 31.40.4 SK10-2.10 0.04584 0.00309 0.03114 0.002050.004930.000070.114431.1 2.0 31.70.4 SK10-2.11 0.05079 0.00353 0.03395 0.002290.004850.00007231.415333.9 2.3 31.20.5 SK10-2.12 0.05485 0.00276 0.03676 0.001780.004860.00006406.010836.7 1.7 31.30.4 SK10-2.13 0.05130 0.00817 0.03439 0.005390.004860.00014254.533034.3 5.3 31.30.9 SK10-2.14 0.05510 0.00715 0.03717 0.004730.004890.00012416.226637.1 4.6 31.50.8 SK10-2.15 0.05226 0.00481 0.03515 0.003160.004880.00009296.919735.1 3.1 31.40.6 SK10-2.16 0.04653 0.00458 0.03150 0.003040.004910.0000925.022131.5 3.0 31.60.6论文第52卷第2期 2007年1月表3 标准锆石的微量元素含量分析结果微量元素含量/µg·g−1样品分析号Ti Nb La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ta Pb Th U 91500-01 3.66 0.580 <0.026 2.12 0.013 0.203 0.2800.182 1.930.6848.98 3.5519.1 4.9352.2 10.4 0.292 16.625.169.7 91500-02 3.66 0.493 <0.024 2.11 0.073 0.187 0.3690.176 1.680.6408.94 3.6619.2 4.8053.0 10.2 0.275 16.825.071.6 91500-03 3.90 0.571 <0.012 2.10 0.015 0.217 0.3860.179 1.790.6598.66 3.7619.7 4.9754.2 10.6 0.291 16.625.072.9 91500-04 3.99 0.548 <0.033 2.18 0.011 0.205 0.2700.207 1.660.6939.16 3.8219.6 4.9254.9 10.6 0.290 17.225.373.7 91500-05 3.60 0.461 <0.024 1.95 0.015 0.243 0.3110.206 1.780.6928.65 3.7019.5 4.9154.3 10.3 0.281 16.322.966.2 91500-06 4.20 0.509 <0.012 2.03 0.015 0.158 0.3170.166 1.530.6078.29 3.3917.9 4.5250.3 9.4 0.240 15.823.066.7 91500-07 3.70 0.495 <0.019 2.13 0.013 0.161 0.3180.190 1.730.6929.17 3.8120.4 5.1555.5 10.6 0.264 15.523.666.8 91500-08 3.88 0.523 <0.020 2.04 0.011 0.157 0.3490.202 1.600.6318.20 3.3717.8 4.4850.0 9.6 0.268 15.021.662.8 91500-09 3.50 0.527 <0.021 2.12 0.018 0.155 0.3450.211 1.700.6759.09 3.8120.3 5.0355.1 10.4 0.282 16.323.466.9 91500-10 3.57 0.533 <0.023 2.13 0.014 0.165 0.3610.178 1.540.6578.78 3.6418.7 4.6752.8 10.0 0.283 15.622.866.9 91500-11 3.59 0.579 <0.020 2.06 0.016 0.138 0.4800.193 1.780.7038.99 3.7619.8 4.9553.0 10.4 0.297 16.723.767.3 91500-12 4.29 0.547 <0.015 2.02 0.019 0.133 0.3870.197 1.620.6678.49 3.5018.5 4.6750.7 9.9 0.274 16.224.767.4 91500-13 3.40 0.528 <0.023 2.46 0.015 0.380 0.3250.190 1.810.6858.74 3.7919.2 4.8453.2 10.3 0.262 16.023.868.2 91500-14 3.17 0.522 <0.024 1.95 0.023 0.142 0.2790.172 1.650.6308.43 3.3718.1 4.5250.0 9.5 0.260 15.422.264.2 91500-15 3.56 0.514 <0.032 1.93 0.029 0.128 0.2310.164 1.550.6238.28 3.4318.4 4.5250.2 9.6 0.281 16.022.965.4 91500平均值 3.71 0.53 2.09 0.02 0.18 0.330.19 1.690.668.72 3.6219.06 4.7952.63 10.11 0.28 16.1323.6667.76文献[10]最高值9.9 0.924 0.0028 2.89 0.026 0.28 0.6230.294 3.710.92417.417.0636.910.47109.7 14 0.718 1840.687.4文献[10]最低值 4.4 0.682 0.0007 2.19 0.01 0.181 0.3870.188 1.780.6519.59 3.4917.39 5.5973 7.47 0.441 10.7918.3161.9 GJ1-01 2.18 1.05 <0.028 10.6 0.026 0.29 0.840.628 3.90 1.1812.1 4.1517.8 3.9941.9 7.4 0.261 26.1 5.48213 GJ1-02 2.53 1.04 <0.020 11.1 0.018 0.36 1.040.593 4.21 1.2312.7 4.2418.6 4.2444.0 7.9 0.269 26.2 6.002170.0230.3510.70.980.633 3.87 1.2512.5 3.9918.3 4.0141.5 7.59 0.230 25.8 5.90207<0.022GJ1-03 1.461.080.0210.960.650 4.31 1.2813.2 4.4919.5 4.2844.5 8.16 0.242 26.0 6.642160.3911.4<0.021GJ1-04 2.231.070.01811.50.910.635 4.06 1.2712.9 4.4218.7 4.2344.7 7.92 0.236 25.4 6.292170.43<0.0131.05GJ1-05 3.240.0230.3811.40.990.754 4.51 1.2613.3 4.2718.5 4.1942.0 7.82 0.254 25.1 6.65199<0.029GJ1-06 2.520.950.0201.020.731 4.46 1.3313.2 4.5919.6 4.3545.1 8.16 0.221 25.9 6.952100.4611.8<0.017GJ1-07 2.681.000.01611.50.421.040.723 4.38 1.3013.3 4.5119.1 4.2243.4 8.00 0.237 25.2 6.85209<0.019GJ1-08 2.300.990.0221.020.644 4.36 1.3312.7 4.3818.8 4.2443.4 8.00 0.228 24.9 6.792060.4111.8<0.024GJ1-09 3.100.970.0190.960.658 4.56 1.3413.3 4.4719.4 4.3044.2 7.89 0.257 25.3 6.832120.4711.8<0.017GJ1-10 2.441.010.0201.060.656 4.72 1.4314.0 4.8019.7 4.4746.4 8.42 0.237 25.97.172150.4212.3<0.014GJ1-11 2.850.9812.11.020.658 4.60 1.3713.9 4.6919.8 4.2945.3 8.12 0.238 25.87.022140.490.021<0.014GJ1-12 2.631.010.0230.4212.30.970.720 5.08 1.3213.7 4.5619.5 4.4245.5 8.14 0.250 25.87.04219<0.025GJ1-13 3.141.100.0240.990.760 4.33 1.2813.1 4.5118.5 4.2044.3 7.79 0.229 25.4 6.752160.4312.3<0.023GJ1-14 2.701.000.3911.51.040.770 4.39 1.2413.0 4.3619.0 4.1942.7 7.86 0.209 25.5 6.742090.0270.95<0.023GJ1-15 2.25文献[13]最高值37.412.72422文献[13]最低值19.3 6.262120.8610.21657.21 2.9839.517.188.921.62310.43647.2 11.437.6142 TEM-01 <0.0022.970.0384TEM-02 0.004 2.96 0.0786 1.19 1.980.40410.4 4.0649.721.110725.0262 55.0 11.847.0150 TEM-03 <0.050 2.95 <0.065 0.870 1.330.2538.52 3.3643.718.494.223.0247 50.5 10.131.8126 TEM-04 <0.050 2.37 <0.050 0.320 0.770.137 4.70 2.0028.012.867.917.2191 41.4 8.926.11041.400.3237.95 3.2041.217.084.020.42110.88042.2 13.753.2169 TEM-05 <0.0350.0623.621.500.3087.292.9736.415.174.817.51830.80036.0 11.945.11510.05TEM-06 <0.0553.2739.4 9.735.21181.480.2937.532.8737.415.979.519.21980.8003.12<0.052TEM-07 0.283TEM-08 <0.030 3.66 <0.049 0.730 1.580.3448.68 3.3346.920.010827.4302 63.3 18.055.6229 TEM-09 <0.050 3.30 <0.050 0.920 1.380.3077.50 2.9738.115.676.018.2191 36.7 12.648.71613.710.62019.07.5893.938.317738.23701.5768.8 10.751.91293.610.096TEM-10 <0.0441.470.3708.55 3.2839.815.773.816.216230.9 7.126.586.60.8000.052TEM-11 <0.0392.504.958.160.34235.912.213646.819439.3358 53.5 5.24 3.04093610.30411.134.6SK01-2-01 13.5<0.0296.4510.70.24141.813.714849.820441.6375 56.4 2.97 2.426930124.70.4676.45SK01-2-02 9.520.059SK01-2-03 21.6 38.6 0.402 110 2.78 48.4 73.3 1.8227582.58182539381771463 205 7.64 7.5146177310922.70.9511038.3418138534102829162570188712.59.10SK01-2-04 16.417.80.9270.15329.8SK01-2-05 43.0 14.8 0.191 41.2 1.06 15.7 27.7 1.0211639.141013250395.1780 102 5.78 6.4843751 SK01-2-06 10.4 10.1 0.167 36.7 1.11 15.2 32.4 1.3113443.4448148563108926 126 4.73 6.8958826第52卷 第2期 2007年1月论 文续表3微量元素含量/µg·g −1样品分析号 Ti Nb La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ta Pb Th U SK01-2-0737.1 21.3 4.69 87.7 3.36 32.7 47.51.6721671.67472479651871599 226 5.78 1122691056SK01-2-08 8.13 15.9 0.361 25.6 0.2122.283.260.07116.5 6.3173.728.012627.5266 41.4 8.84 3.4293442SK01-2-09 18.3 12.8 0.123 66.0 0.825 11.9 18.5 1.2280.727.428891.734362.3508 65.94.11 1120251157SK01-2-10 7.82 9.24 0.07 20.0 0.668 9.97 19.00.64594.332.736411945886.7698 92.4 5.85 7.5967953SK01-2-11 34.0 21.3 0.727 96.7 1.97 26.9 39.61.2314546.14651545991161008 145 5.90 101493982SK01-2-12 26.3 22.0 0.436 46.9 1.23 15.3 24.40.97397.032.134011647295.7834 117 15.0 1834601723SK01-2-13 7.99 3.65 0.027 14.7 0.120 1.77 3.480.22916.4 6.0269.425.010622.2202 29.3 2.19 2.6266335SK01-2-1412.4 8.94 2.13 27.6 0.730 7.14 11.20.57946.715.816756.022544.4391 55.4 3.34 3.7636436SK01-2-15 11.1 2.29 0.101 14.6 0.627 8.76 12.10.87255.718.920167.226852.3453 64.1 1.72 5.5737688SK01-2-16 6.47 13.0 0.071 26.1 0.399 6.21 11.30.24850.217.619063.524647.4386 53.5 6.70 4.6664571NIST614元素检出限 0.170 0.036 0.016 0.012 0.010 0.079 0.0630.0180.0610.0090.0310.0090.0220.0080.045 0.008 0.007 0.0390.0060.005平均值(n = 11) 3.2 0.75 0.80 0.82 0.78 0.80 0.840.840.750.810.810.820.770.770.85 0.81 0.69 2.370.820.86标准偏差0.31 0.05 0.02 0.02 0.02 0.09 0.080.030.060.030.050.040.050.020.04 0.04 0.03 0.050.030.03相对标准偏差(%)9.62 5.97 2.22 2.24 2.96 11.57 9.493.857.95 3.42 6.14.3 6.6 3.15.2 4.4 3.7 2.0 3.8 3.8推荐值[16] 3.7 0.78 0.72 0.79 0.75 0.74 0.770.750.750.740.740.760.730.720.81 0.72 0.77 2.400.740.83相对误差(%)a)−13.3 −3.2 11.3 3.4 3.5 8.1 9.311.8−0.49.99.98.1 5.37.0 4.7 12.4 −10.8 −1.211.1 4.1NIST612平均值(n = 11) 39 36 39 39 37 36 393837393640383741 38 32 383938 标准偏差0.48 0.40 0.59 0.70 0.47 0.50 0.720.430.480.340.510.370.470.420.69 0.49 0.35 0.670.310.35相对标准偏差(%)1.22 1.11 1.52 1.80 1.25 1.37 1.851.12 1.300.87 1.410.93 1.25 1.14 1.70 1.29 1.08 1.740.800.91推荐值[15] 44 36 37 38 37 35 373535363638373740 37 36 383737 相对误差(%) −11.6 −1.0 5.12.5 0.93.7 5.68.65.98.40.74.21.60.22.2 2.1 −10.4 0.85.13.8a) 相对误差(%)=100×(测定平均值−推荐值)/推荐值由于天然锆石中微量元素分布的不均匀性, 对锆石微量元素的测定结果不能很好反映和对比所用分析方法对微量元素分析的精度和准确度. 然而迄今尚无人工合成适用于微量元素测定的锆石标样. 为了检验本研究分析条件对微量元素测定的精度和准确度, 采用同一测试条件对均匀的NIST612和NIST614人工合成硅酸盐玻璃标准中的微量元素进行了测定. NIST612的11次测定相对标准偏差均小于2%, 测定平均值和推荐值[15]之间的误差除Ti 和Ta 分别为−11.6%和−10.4%外,其他元素的误差均在±10%范围内(图3). 尽管NIST614中微量元素含量低于0.8 µg·g −1(Ti 和Pb 除外), 11次测定的相对标准偏差除Nd 为11.57%外, 其他元素均在±10%范围内, 一般在±5%范围内, 测定平均值和推荐值[16]之间的误差除Ti, La, Eu, Lu, Ta 和Th 分别为−13.3%, 11.3%, 11.8%, 12.4%, −10.8%和11.1%, 其他元素均在±10%范围内(图3). 以上结果表明本研究开展的20 µm 小斑束分析方法对均一的NIST612和NIST614玻璃可获得高质量分析结果. 由于193 nm 激光器在元素测定中不需要严格基体匹配就可以获得很好的分析结果[17,18]. 以前的研究证明, 利用准分子LA-ICP-MS, 采用NIST610作外标可准确分析国际地质标准参考物质熔融玻璃[19], 锆石[8~10], 磷灰石, 辉石和石榴石等硅酸盐和氧化物类矿物中微量元素的含量.3 结论在20 µm 小激光斑束条件下, 采用LA-ICP-MS 对4个锆石标准91500, GJ1, TEM 和SK10-2的年龄和20个微量元素同时测定结果表明, 前三个国际标准锆石的206Pb/238U 年龄单点相对偏差(2σ )小于2.2%, 年龄只有31 Ma, 放射性成因Pb 含量平均只有7.5 µg·g −1的实验室内部标准锆石SK10-2, 其206Pb/238U 年龄的单点相对偏差(2σ )为2.4%~5.7%. 4个锆石样品的206Pb/238U 年龄加权平均值的相对偏差(2σ )均小于0.8%. 这些锆石年龄的加权平均值与推荐值或已发表的值之间在误差范围内是完全一致的. 在U-Pb 年龄测定同时, 对微量元素分布不均匀的91500和GJ1锆石中的微量元素进行了测定, 91500的测定值基本落在其元素变化范围之内. GJ1中Pb, Th 和U 含量的测定结果也落在TIMS 测定值之内. 4种锆石稀土元素的球粒陨石标准化分配模论文第52卷第2期 2007年1月式表现出了明显的差异. 采用相同仪器测定条件获得的NIST612和NIST614中微量元素分析结果与已发表的数据吻合, 说明该方法对低含量的硅酸盐玻璃中的微量元素具有良好的分析效果. 由于193 nm的ArF激光剥蚀系统在元素测定中不需要基体匹配就可以获得良好的分析结果, 因此, 该方法可适用于以SiO2和ZrO2为主要成分的锆石中的微量元素的准确测定. 以上分析结果表明, 本次研究所建立的LA-ICP-MS分析方法, 在 20 µm激光斑束条件下, 不仅可以准确获得锆石的U-Pb年龄, 而且可以同时较准确获得锆石中微量元素组成.参考文献1 Wilde S A, Vally J W, Peck W H, et al. Evidence from detrital zir-cons for the existence of continental crust and oceans on the Earth4.4 Gyr ago. Nature, 2001, 409: 175—1782 Watson E B, Harrison T M. Zircon thermometer reveals minimummelting condition on earlier Earth. Science, 2005, 308: 841—8443 Horn I, Rudnick R L, McDonough W F. Precise elemental and iso-tope ratio determination by simultaneous solution nebulization and laser ablation-ICP-MS: application to U-Pb geochronology. Chem Geol, 2000, 167: 405—4254 Ballard J R, Palin J M, Williams I S. Two ages of porphyry intrusionresolved for the super-giant Chuquicamata copper deposit of northern Chile by ELA-ICP-MS and SHRIMP. Geology, 2001, 29: 383—3865 Massimo T. In situ Pb geochronology of zircon with laser abla-tion-inductively coupled plasma–sector field mass spectrometry.Chem Geol, 2003, 199: 159—1776 Chang Z S, Jeffery D V, William C M, et al. U-Pb dating of zirconby LA-ICP-MS. Geochem Geophys Geosyst, 2006, 7(5): 1—147 Antonio S, Larry M H, Thomas C, et al. In situ petrographic thinsection U-Pb dating of zircon, monazite, and titanite using laser ablation–MC–ICP-MS. Int J Mass Spectrom, 2006, 253: 87—978 袁洪林, 吴福元, 高山, 等. 东北地区新生代侵入体的锆石激光探针U-Pb年龄测定与稀土元素成分分析. 科学通报, 2003, 48(14): 1511—15209 Li X H, Liang X R, Sun M, et al. Geochronology and geochemistryof single-grain zircons: Simultaneous in-situ analysis of U-Pb age and trace elements by LAM-ICP-MS. Eur J Mineral, 2000, 12: 1015—102410 Yuan H L, Gao S, Liu X M, et al. Accurate U-Pb age and traceelement determinations of zircon by laser ablation-inductively coupled plasma mass spectrometry. Geostand Newsl, 2004, 28: 353—37011 Ludwig K R. ISOPLOT: a plotting and regression program for radio-genic-isotope data. U.S. Geological Survey Open-File Report. 199112 Wiedenbeck M, Alle P, Griffin W L, et al. Three natural zirconstandards for U-Th-Pb, Lu-Hf, trace element and REE analyses.Geostand Newsl, 1995, 19: 1—2313 Simon E J, Norman J P, William L G, et al. The application of laserablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in-situ U-Pb zircon geochronology. Chem Geol, 2004, 211: 47—6914 Black L P, Kamo S L, Allen C M, et al. TEMORA 1: A new zirconstandard for Phanerozoic U-Pb geochronology. Chem Geol, 2003, 200: 155—17015 Pearce N J G, Perkins W T, Westgate J A, et al. A compilation ofnew and published major and trace element data for NIST SRM610 and NIST SRM 612 glass reference materials. Geostand Newsl, 1997, 20: 247—26116 Masanori K, Simon E J, Shigeho S. Trace element analysis ofNISTSRM 614 and 616 glass reference materials by laser ablation microprobe-inductively coupled plasma-mass spectrometry. Geo-stand Newsl, 2002, 26: 1—1017 Günther D, Heinrich C A. Comparison of the ablation behavior of266 nm Nd : YAG and 193 nm ArF excimer laser for LA-ICP-MS analysis. J Anal At Spectrom, 1999, 14: 1369—137418 Hoskin P W O. Minor and trace element analysis of natural zircon(ZrSiO4) by SIMS and laser ablation ICP-MS: a consideration and comparison of two broadly competitive techniques. J Trace Micro-probe Tech, 1998, 16: 301—32619 Gao S, Liu X M, Yuan H L, et al. Analysis of forty-two major andtrace elements of USGS and NIST SRM glasses by LA-ICP-MS.Geostand Newsl, 2002, 26: 181—196。
LA-ICP-MS在锆石U-Pb同位素定年中的应用
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样品和设备介绍 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年样品的制备
LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试过程 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据处理 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据解释
LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据处理 LOGO
数据处理软件： GLITTER4.4 年龄计算、制作图形软件： Isoplot3.23
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样品和设备介绍 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年样品的制备
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二、LA-ICP-MS在锆石U-Pb定年中的应用 LOGO
1. 样品的制备 • 1）锆石的挑选
激光剥蚀等离子体质谱（LA-ICP-MS）：激光等离子 体质谱仪（LA-ICPMS）是基于激光器（LA）和等离子体质 谱仪（ICP-MS）两项技术连用的仪器。
特点：原位、廉价、准确、快速。但其精确度低于IDTIMS和SHRIMP。
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一 、样品和设备介绍
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1.锆石的基本牲
锆石化学组成为 Zr[SiO4]，岛状结构硅 酸盐矿物。锆石广泛存 在于各类岩石中，富含 U和Th，低普通Pb，非 常高的矿物稳定性以及 封闭温度高等特征，使 得锆石U-Pb定年成为 同位素年代学研究中最 常用和最有效的方法之 一。
三、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据解释 LOGO
对于结构简单、成因意义明确的锆石(如岩浆 锆石)，通过对其进行显微结构和化学组成的 综合研究，选择未受后期地质作用影响的区 域和/或颗粒进行微区定年，就可以得到准确 合理的年龄结果。
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）。
LA-ICP-MS锆石年代学数据处理
优点：样品制备简单，低空白，分析时间<3分钟）。
ICP-MS Data Cal
ICP-MS Data Cal 是LA-ICP-MS数 据处理的专用软件，主要包括微量元 素组成，U-Th-Pb同位素，Pb同位素 以及Hf同位素等数据的处理。
Isoplot 软件
1，各元素背景值峰值的检查
2，检查锆石点的有效区间
3，先锆石标样（91500），后所测的锆石样品
报告中比较重要的部分
锆石U-Pb协和曲线
锆石年龄直方分布图
锆石U-Pb平均年龄
锆石U-Pb年代学最终结果
谢谢大家！
包括 文件
ICP-MS CAL 数据处理的界面 NISTDATA SRM 610 ：人造硅酸盐玻璃标样
91500：锆石标样，年龄在1062±4Ma GJ-1：锆石标样，年龄在603 ±3Ma
各个元素 背景值 各种U、 Pb比值
年龄数据 U-Pb协和图 锆石稀土特征
1，检查各元素背景值的峰值 2，检查锆石点的有效区间 3，先调整锆石标样（91500），然后调整所测的锆石样品
LA-ICP-MS锆石年代学 数据处理
报 告 人：蒋 幸 福 指导老师： 彭 松 柏 教授 Kusky T M教授
时间：2012年03月03日
提 纲
1）LA-ICP-MS技术介绍
2）ICP-MS Data Cal软件 3）isoplot软件
一 LA ICPMS锆石U Pb测年技术
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——L aser A blation-I nductively C oupled P lasma-M ass S pectrometry（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。
激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）剥蚀池6LA-ICP-MS 是一种新发展和建立起来的定年方法, 它是利用等离子体质谱计(ICPMS)进行U-Th-Pb 同位素分析.先将锆石样品用环氧树脂浇铸在一个样品柱上(mount), 磨蚀和抛光至锆石核心出露, 无需喷炭或镀金. 也无需将标样置于同一 mount 中. 将这个mount 和标样放置于同一样品舱内. 用激光剥蚀锆石使其气化, 用Ar 气传输到ICP-MS 中进行分析.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）岩石、矿物、流体/熔体包裹体、金属、有机物……LA-ICPMS分析的技术优势1.样品制备简单2.原位、“无损”3.低样品消耗量4.低空白/背景5.高空间分辨率(>5µm或者>100nm)6. 高效率(单点分析<3min)7. 避免了水、酸所致的多原子离子干扰8. 可以同时测定主、微量元素•Gray (1985)率先将ICP-MS与激光剥蚀系统相结合，开创了LA-ICP-MS微区分析技术(第一代ICP-MS于1984年出现)；•Jackson et al. (1992) 展示了LA-ICP-MS在地质样品微量元素定量分析中的潜力；•Fryer et al. (1993)将LA-ICP-MS应用于锆石U-Pb同位素定年。
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-ICP-MS在锆石U-Pb同位素定年中的应用
谢谢！！
LA-ICP-MS在锆石U-Pb同位 素定年中的应用
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样品和设备简介 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年样品的制备 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试过程 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据处理 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据解释
一 、样品和设备介绍
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-ICP-MS
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样品和设备介绍 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年样品的制备 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试过程
LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据处理 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据解释
三、LA-ICP-MS在锆石U-Pb定年测试过程LOGO
1.年龄的测定
在测试样品时，将制好的靶置于剥蚀池中。 高能量的激光使样品被轰击部分剥蚀并高温蒸发。 由于样品是放在密封的样品室中的，样品室有一 个进气孔，一个出气孔。 这样，蒸发的样品将被 不断流通的气体（He，Ar气等）运送，通过管道 带至等离子炬管中电离，再通过透镜系统，由四 极杆质谱进行同位素的测量 。
锆石广泛存在于各类岩石中富含u和th低普通pb非常高的矿物稳定性以及封闭温度高等特征使得锆石upb定年成为同位素年代学研究中最常用和最有效的方法之logologolaicpms锆石upb定年测试过程laicpms锆石upb定年数据处理laicpms锆石upb定年数据解释样品和设备介绍laicpms锆石upb定年样品的制备logo1锆石的挑选一般先机械性粉碎样品至80目进行重力分选利用矿物介电分选仪进行磁选然后经重液分选最后在双目镜下把锆石颗粒挑选出来
D.L. chen对中国西北部的柴登的变质锆石的LA-ICP-MS定年数 据处理如下
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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。
22536969_榍石LA-SF-ICP-MSU-Pb定年及对结晶和封闭温度的指示
１０００ ０５６９／２０２０／０３６（１０） ２９８３ ９４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２０ １０ ０４榍石ＬＡ ＳＦ ＩＣＰ ＭＳＵ Ｐｂ定年及对结晶和封闭温度的指示赵令浩１，２，３ 曾令森３ 詹秀春１ 胡明月１ 袁继海１ 孙冬阳１ 张立飞２ＺＨＡＯＬｉｎｇＨａｏ１，２，３，ＺＥＮＧＬｉｎｇＳｅｎ３ ，ＺＨＡＮＸｉｕＣｈｕｎ１，ＨＵＭｉｎｇＹｕｅ１，ＹＵＡＮＪｉＨａｉ１，ＳＵＮＤｏｎｇＹａｎｇ１ａｎｄＺＨＡＮＧＬｉＦｅｉ２１ 国家地质实验测试中心，北京 １０００３７２ 北京大学地球与空间科学学院，北京 １００８７１３ 自然资源部深部动力学重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京 １０００３７１ ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＧｅｏａｎａｌｙｓｉｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ２ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈａｎｄＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７１，Ｃｈｉｎａ３ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｅｐ ＥａｒｔｈＤｙｎａｍｉｃｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ２０２０ ０５ １０收稿，２０２０ ０８ ２４改回ＺｈａｏＬＨ，ＺｅｎｇＬＳ，ＺｈａｎＸＣ，ＨｕＭＹ，ＹｕａｎＪＨ，ＳｕｎＤＹａｎｄＺｈａｎｇＬＦ ２０２０ ＩｎｓｉｔｕＵ ＰｂｄａｔｉｎｇｏｆｔｉｔａｎｉｔｅｂｙＬＡ ＳＦ ＩＣＰ ＭＳａｎｄｉｎｓｉｇｈｔｓｉｎｔｏｔｉｔａｎｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｌｏｓｕｒｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３６（１０）：２９８３－２９９４，ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２０ １０ ０４Ａｂｓｔｒａｃｔ ＴｉｔａｎｉｔｅｉｓａｎｉｄｅａｌｍｉｎｅｒａｌｆｏｒＵ ＰｂｉｓｏｔｏｐｉｃｄａｔｉｎｇｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈＵ，Ｔｈ，ａｎｄｌｏｗｃｏｍｍｏｎＰｂｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｉｎｓｉｔｕＵ Ｐｂｄａｔｉｎｇｏｆｔｉｔａｎｉｔｅｕｓｉｎｇｌａｓｅｒａｂｌａｔｉｏｎｓｅｃｔｏｒｆｉｅｌｄｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＬＡ ＳＦ ＩＣＰ ＭＳ），ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｓｐａｔｉａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｆｏｒｉｔｓｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ＴｈｅａｇｅｓｏｆｔｉｔａｎｉｔｅＵ ＰｂｓｔａｎｄａｒｄｓＢＬＲ １（～１０４８Ｍａ），ＯＬＴ １（～１０１４Ｍａ）ａｎｄＰａｋｉｓｔａｎ（～２１ ４Ｍａ）ａｎｄｙｏｕｎｇｔｉｔａｎｉｔｅｓａｍｐｌｅｓ（＜１００Ｍａ）ｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙｗｉｔｈａｌａｓｅｒｓｐｏｔｓｉｚｅｏｆ２５～３０μｍ ＷｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄＵ ＰｂｄａｔｉｎｇｏｎｔｉｔａｎｉｔｅｆｒｏｍＧａｎｇｄｅｓｅａｎｄＮａｍｃｈｅＢａｒｗａａｒｅａａｎｄａｓｓｏｃｉａｔｅｄｚｉｒｃｏｎａｓｗｅｌｌａｓｏｎｔｈｅｔｉｔａｎｉｔｅｇｒａｉｎｓｗｉｔｈａｇｅｚｏｎｉｎｇ Ｔｈｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｉｔａｎｉｔｅｓｉｎｍａｇｍａｔｉｃｒｏｃｋｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（ＳｉＯ２ｃｏｎｔｅｎｔｓｒａｎｇｅｆｒｏｍ４８ １％ｔｏ７７ ０％）ｂｙＺｒ ｉｎ ｔｉｔａｎｉｔｅｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｏｆｔｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｉｔａｎｉｔｅｈａｓａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（６００～９００℃，ｗｉｔｈａｐｅａｋａｔ～７５０℃），ｍａｉｎｌｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍｉｄｄｌｅｔｏｔｈｅｌａｔｅｓｔａｇｅｏｆｍａｇｍａｔｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ＴｈｅＵ Ｐｂｃｌｏｓｕｒｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｉｔａｎｉｔｅｉｓｃｌｏｓｅｔｏｏｒｓｌｉｇｈｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｚｉｒｃｏｎ Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅａｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｚｉｒｃｏｎａｎｄａｓｓｏｃｉａｔｅｄｔｉｔａｎｉｔｅｍａｙｒｅｆｌｅｃｔｔｈａｔｔｈｅｍｅｌｔｒｅａｃｈｅｄｔｉｔａｎｉｔｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｌａｔｅｒ，ｒａｔｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｈｉｓｔｏｒｙｏｒｔｈｅｃｌｏｓｕｒｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｔｉｔａｎｉｔｅ；ＬＡ ＳＦ ＩＣＰ ＭＳ；Ｕ Ｐｂｄａｔｉｎｇ；Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｃｌｏｓｕｒｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ摘 要 榍石富含Ｕ、Ｔｈ，贫Ｐｂ，是Ｕ Ｐｂ定年的理想矿物之一。
斜锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法及应用
１ ）国土资 源部 岩浆作 用成 矿与 找矿 重点 实验 室 ， 中 国地质 调查 局西 安地 质调 查 中心 ， 西安 ， ７ １ ０ ０ ５ ４ ；
２ ）西部 矿产 资源 与地质 工程 教育 部重 点实验 室 ， 长安 大学 ， 西安 ， ７ １ ０ ０ ５ ４ ；
于“ Ｒ ＯＭ 法 ” 或者“ ＭＯ Ｒ法” 的数 据 处 理 软 件 “ Ｇ ｌ ｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ” 和“ Ｉ Ｃ Ｐ ＭＳ Ｄａ ｔ ａ Ｃ ａ ｌ ” 中的“ 无 内标单 外标” 模 块 进 行 了 系 统 比
较 。结 果 表 明 ， 就这两次测试的准确度而言 ， “ Ｂ ＵＳ Ｔ Ｅ Ｒ ” 要优于“ Ｇｌ ｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ” 和“ Ｉ ｃ Ｐ Ｍｓ Ｄ ａ ｔ ａ Ｃ ａ １ ” ， 但 测 试 精 度 则 不 及 后 者， 这 与相 关 数 值 拟 合 优 度 及 采 用 的误 差 传 递 策 略 不 同有 关 。另 外 ， 本文利 用 Ｓ ＨＲＩ ＭＰ方 法 对 金 川 岩 体 中 的斜 锆
３ ）中 国地 质科 学 院地质 研究所 ， 北京 ， １ ０ ０ ０ ３ ７
内容 提 要 ： 对基 性 、 超 基 性 岩 形 成 年 龄 进 行 精 确 测 定 一 直 以来 都 是 同 位 素 地 质 年 代 学 领 域 比较 棘 手 的 科 学 难 题 。 由 于采 用 岩 石 中锆 石 的年 龄 来 指 示 基 性 、 超 基 性 岩 的形 成 年 龄 往 往 存 在 诸 多 争 议 ， 越 来 越 多 的研 究 人 员 将 目 光投 向 了斜 锆 石 ， 所采用的测试手段 以往多为热 电离质谱 （ Ｔ Ｉ ＭＳ ） 或具有 原位 、 微 区优 势 的 二 次 离 子 质 谱 （ Ｓ Ｉ ＭＳ ）
西准噶尔萨吾尔山一带吉木乃组流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地质意义
西准噶尔萨吾尔山一带吉木乃组流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地质意义作者：支倩李永军杨高学来源：《新疆地质》2019年第02期摘 ;要：吉木乃组是西准萨吾尔山地区地质时代久存争议的地层，也是火山岩占地层总厚度比例最高的火山-沉积地层。
采用同位素年龄标定火山岩准确的地质时代，是解决本组时代分歧的有效手段。
吉木乃组顶部新发现的流纹岩中获得（304.1±2.5）Ma（n=15，MSWD=1.07）的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄，确认成岩时代为晚石炭世晚期（大致相当于卡西莫夫期）。
结合前人在本组下部层位采集的植物化石，限定吉木乃组时代为晚石炭世（大致为巴什基尔期—卡西莫夫期）。
流纹岩同位素定年准确约束了吉木乃组地质时代上限，为区域地层格架的建立和地层对比提供了可靠的时代依据。
关键词：西准噶尔;吉木乃组;流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄;晚石炭世“吉木乃组”一名由新疆地质局区测大队与中国地质科学院地质研究所1974年创建，创名地为吉木乃县哈尔加乌西南萨尔布拉克沟，原称为萨尔布拉克组。
后因该名称与柯坪地区奥陶系组名相同，《新疆维吾尔自治区区域地质志》将其更名为吉木乃组。
该组出露于萨吾尔山北坡及那林卡拉他乌一带，上与早二叠世哈尔加乌组平行不整合，下与早石炭世那林卡拉组整合或平行不整合，是一套以火山岩为主的陆相火山岩-火山碎屑岩夹陆源碎屑岩建造，局部夹可采煤层，最初因采得安加拉植物群化石，将其时代置于早石炭世[1]。
《新疆古生界（下）》将该组时代定为中石炭世（石炭纪三分法;按现二分法则为晚石炭世）[2]。
1998年新疆地矿局第四地质大队在萨吾尔山托斯特一带进行1∶5万区域地质调查时，据采获的Lepidodendron sp.，Belonophyllum sp.，Neuropteris sp.，Calamites sp.，Caenodendron primaevum等植物化石，将时代定为早石炭世晚期❶。