锆石U_Pb同位素定年的原理_方法及应用_高少华

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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

锆石定年原理锆石U-Pb定年3

又如国内的数据：北秦岭德河黑云二长花岗片麻岩： 924.3~1030.6 ± 1.8~8.0 Ma, 平均值964.4 ± 5.2 Ma (TIMS); 207/206 905~999 ± 19~47 Ma，平均值943 ± 18 Ma (SHRIMP)
TIMS的优缺点
优点: 分析精度高
不足: 需要高标准的超净实验室繁琐的化学处理无法微区分析, 存在不同期锆石混合的危险时间长,价钱高
206Pb/238U? 207Pb/206Pb?
加权平均年龄
161.8±1.5 Ma (MSWD=1.4)
上交点年龄
Hale Waihona Puke 上交点年龄Jack Hills, Yilgarn Craton, W Aus (S.A. Wilde et al, 2001, Nature)
下交点年龄
安徽大龙山花岗岩
（Zhao ZF et al, 2004)
表明年龄的取舍
206Pb/238U, 207Pb/235U, 207Pb/206Pb表面年龄。对单个样品的分析，如果三个表明年龄不一致，即不谐和年龄，一般取舍标准是：年轻的锆石以206Pb/238U表面年龄为准，老锆石则以207Pb/206Pb表面年龄作为形成时代。但是，界线在哪里？
1000 Ma? 540 Ma?
LA-ICP-MS设备
MC-ICP-MS Hf 同位素分析
GLITTER 4.4 program
GLITTER 4.4
GLITTER 4.4 program
LA-ICP-MS and SHRIMP
东部斑岩
分析次数
15
SHRIMP 均方差 35.2±0.4 2.77
分析 LA-ICP-MS 均方差次数

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同位素年代学测试技术概论及定年方法(PPT)

4
6
8
207Pb/235U
10
12
Tera-Wasserburg图解对于含普通Pb锆石的年龄计算非常合适（Jackson et al., 2004, CG）
超镁铁岩
不适合
锆石U-Pb定年不是形成年龄，反应交代作用时间
基性侵入岩玄武岩闪长岩-花岗岩安山岩-流纹岩
可以
必须正确区分岩浆结晶锆石和捕获锆石
700 680 660 640 620 600 580 560 540 520
Mean = 601.9±5.7 [0.95%] 95% conf. Wtd by data-pt errs only, 0 of 33 rej. MSWD = 0.50, probability = 0.992 (error bars are 2s)
20
207P b/235U 238U/232T h
206P b/238U Int egral
40 T ims 60
80
207P b/235U
206P b/238U
238U/232T h
Int egral
40 T ims 60
80
207P b/235U
206P b/238U
238U/232T h
Int egral
TIMS SIMS MC-ICP-MS
离子计数器
Q-ICP-MS
Krogh (1982b)
气磨锆石无磁性锆石弱磁性锆石
气磨、无磁性、弱磁性锆石
束斑直径：通常10-30μm
Yang et al. (2012, JAAS)
束斑直径 1280: 5-- μm
NanoSIMS: Pb-Pb <2 μm U-Pb <5 μm

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。

锆石L—1）h同位素定年的原理、方法及应用

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。

第31卷　第3期2013年6月江西科学JIANGXI　SCIENCEVol.31No.3Jun.2013 文章编号:1001-3679(2013)03-0363-07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(西北大学地质学系,陕西　西安710069)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206Pb /238U 、207Pb/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。

关键词:锆石;U⁃Pb 同位素;原理;定年方法;地质应用中图分类号:P597+.3 文献标识码:AZircon U⁃Pb Isotopic Dating of Principle ,Method and Application GAO Shao⁃hua,ZHAO Hong⁃ge,YU Lei,LIU Zhao,WANG Hai⁃ran(Department of Geology,Northwest University,Shanxi Xi′an 710069PRC)Abstract :This article discusses geochemical characteristics and internal structure of zircon,the prin⁃ciple of zircon U⁃Pb isotopic dating,the advantages and disadvantages of dating method and the ap⁃plication 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 of206Pb /238U、207Pb /235U and 207Pb /206Pb.Dating methods have advantages and disadvantages,please accord to the quantity,size,internal struc⁃ture 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 applications0　前言锆石是沉积岩、岩浆岩、变质岩和月岩中常见的副矿物,主要化学成分是ZrSiO 4,含有U、Th、Pb放射性元素及稀土等微量元素[1~5]。

考古学中的锆石定年技术

考古学中的锆石定年技术考古学是一门研究人类历史文化遗存的科学，旨在通过对各个历史时期的文物、人类遗址和物质文化遗存等的研究，探讨人类社会的演变和发展。

而锆石定年技术则是考古学中的一种用于确定古代文化遗存时代的重要手段。

下面本文将详细阐述锆石定年技术在考古学中的应用和意义。

一、锆石定年技术的原理及方法锆石定年技术，是利用锆石中的天然放射性元素，通过测量其衰变产物的量来确定其年龄。

具体来说，就是利用锆石中U元素的放射性衰变将U元素变成Pb元素的过程，来确定锆石时间的方法。

锆石定年是基于锆石中存在缺陷位点导致的掺杂和不稳定核素的半衰期测量得到的年代数据。

锆石定年技术主要有两种方法：一种是利用共聚焦激光剥蚀质谱(CLA)扫描锆石，另一种是利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)扫描锆石。

这两种方法都是利用现代仪器测量锆石中含有的钍、铀、铅等元素的比例，然后通过计算它们的半衰期来确定年龄。

二、锆石定年技术在考古学中的应用锆石定年技术在考古学中有着广泛的应用，可以用于不同类型的文物、石器、土壤等样品的年代测定。

以下是一些常见的应用：1.考古遗址的年代测定考古学家通过在考古遗址中发现的不同文物、器物等，可以了解到不同历史时期的人类生活和社会文化。

而通过利用锆石定年技术，可以精确地确定这些文物和器物的年代，从而有效地推测出考古遗址的实际年代。

2.地层学的年代测定锆石定年技术也可以应用于地层学中，通过采集地质样品进行测量，获得该地质样品所在的地层年代数据。

这对于了解地壳构造、地貌演化以及地震活动等方面都有着重要的意义。

3.古生物学的年代测定古生物学是一门关于古代生物的学科。

利用锆石定年技术，可以测定一些古代动植物化石的年龄，从而确定它们出现和灭绝的历史时期，为了解生物演化提供了有力的支持。

三、锆石定年技术的意义1.精确测定年代与传统的考古学方法相比，锆石定年技术可以更加精准地测定古代文物、地质样品和古生物化石的年代。

锆石定年原理锆石U-Pb定年(1)

锆石一般无色透明，但常具浅棕，粉红，
有时深棕色。一般颜色深成因复杂，多为
老锆石或U、Th含量高的。其比重达 4.5-
4.6，无磁性，是分选的有利条件。
h
2
锆石的结构
锆石是四方晶系矿物
h
3
单偏光下
h
4
正交偏光下
h
5
常呈矿物包裹体
h
6
锆石的晶面
h
7
Zircon typological classification Pupin (1980)
h
8
锆石的形成
岩浆结晶形成：超基性－酸性，形成温度很广，（锆石饱和温度计）。
变质作用：
• 深熔锆石； • 变质重结晶； • 变质增生； • 热液沉淀锆石； • 热液蚀变锆石。
h
9
锆石内部结构的观察
Smiling zircon 背散射电子图像（BSE imaging)
HF酸蚀刻法
阴极发光电子成相（CL imaging)
h
10
岩浆成因锆石
h
11
变质成因
岩浆结晶的
变质结晶的
岩浆结晶的on Geochronology
h
1
锆石的组成
锆石(zircon)是一个极其常见的副矿物。它的化学成分是ZrSiO4，在Zr位置会有Hf, U, Th, Y等置换，Si位置会有少量P的置换。
一般锆石中含ZrO2 = 65.9%, SiO2 = 32%, HfO2 =1.0 2.0%, Th, U, HREE, P微量。

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。

U-Pb同位素测年方法及应用综述

U-Pb同位素测年方法及应用综述作者：梁丽萍高苑苑来源：《青年生活》2019年第19期摘要：U-Pb同位素定年技术是应用最广的重要经典同位素定年技术之一，具有其他许多同位素测年技术无法相比的优点。

本文介绍了U-Pb同位素体系测年的基本原理和样品要求，并整理了U-Pb法同位素定年常用矿物用有锆石、斜锆石、金红石、磷灰石、锡石。

最后对U-Pb同位素测年方法进行了整体介绍。

关键词：U-Pb;测年一基本原理和前提1.1基本原理同位素地质年龄测定依据元素放射性衰变的原理。

放射性是指原子核自发地放射各种射线（粒子）的现象。

在磁场中研究放射性的性质时，发现射线是由α、β、γ等3种射线组成的。

α射线是高速运动的粒子流，粒子由2个质子和2个中子组成，实际上就是He原子核。

β射线是高速运动的电子流。

γ射线是波长很短的电磁波。

能自发地放射各种射线的同位素称为放射性同位素。

放射性同位素放射出α或β射线而发生核转变的过程称放射性衰变，衰变前的放射性同位素为母体，衰变过程中产生的新同位素叫子体。

若放射性母体经过一次衰变就转变为另一种稳定的子体，称为单衰变。

1.2前提由于各同位素体系的放射性同位素具有不同的衰变速率（或半衰期不同）和不同的地球化学特征，这使得每个同位素体系定年都具有独特优点和适用范围。

但是，作为同位素体系定年的基本前提和限制条件是相同的，即：（1）用来测定地质年齡的放射性同位素有适宜的半衰期T1。

与测定的对象年龄相比，不宜过大，也不宜过小，且半衰期和衰变常数能被准确测定。

（2）能够准确测定母体同位素组成和每个同位素的相对丰度。

无论是在自然界的矿物、岩石中，还是在人工合成物中，这个相对丰度应该是固定不变的，即是一个常数。

（3）母体同位素衰变的最终产物必须是稳定同位素，用当前的仪器设备和技术水平能准确测定出母子体含量及同位素组成。

（4）岩石及矿物自形成后处于封闭体系，没有母子体的加入或丢失。

（5）在岩石或矿物形成过程中和形成以后，同位素体系从开放体系过渡到封闭体系，所经历的时间相对于封闭体系所维持的时间是短暂的，从部分封闭到完全封闭所经历的时间可忽略不计。

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。

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。

地球科学测试技术-第五章锆石年代学-文档资料

锆石的结构
锆石是四方晶系矿物
单偏光下
正交偏光下
常呈矿物包裹体
锆石周围常见较浓的颜色，叫“多色晕”。
二锆石的形成
岩浆结晶形成：超基性－酸性，形成温度很广，（锆石饱和温度计）。
超基性岩中锆石阴极发光图像
大陆拉班玄武岩中锆石阴极发光图像
岩浆锆石１）锆石形态和内部结构受岩浆组成和温度控制，温度更为重要；２）组成相同的喷出岩、浅成岩和深成岩中，岩浆锆石的形态和内部结构可相同，也可不同，据此可为判断岩浆形成和演化提供依据；３）通常，随着岩浆基性程度增大，岩浆锆石的Th/U比值也增大；４）一些岩浆锆石包裹有岩浆玻璃包体，它们提供锆石结晶时的岩浆组成；５）残余锆石和捕获锆石的有无可作为岩浆是否遭受陆壳物质影响的判断依据。
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
一般锆石中含ZrO2 = 65.9%, SiO2 = 32%, HfO2 =0.5 -2.0%, Th, U, HREE, P微量。锆石一般无色透明，但常具浅棕，粉红，有时深棕色。一般颜色深成因复杂，多为老锆石或U、Th含量高的。其比重达 4.54.6，无磁性，是分选的有利条件。
锆石一般无色透明，但常具浅棕，粉红，有时深棕色。一般颜色深成因复杂，多为老锆石或U、Th含量高的。其比重达 4.5-4.6，无磁性，是分选的有利条件。
碱性玄武岩

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