[发明专利]一种测定锆石样品的铀铅年龄的方法

说明书

本发明公开一种测定锆石样品的铀铅年龄的方法，所述方法包括如下步骤：将锆石样品和标准物质制成样品靶；进行激光剥蚀从而得到固溶胶；将固溶胶载入多接收电感耦合等离子体质谱仪离子源(等离子体)进行电离从而得到一次离子；使一次离子经过所述质谱仪的电场和磁场，实现能量和方向双聚焦并达到离子检测系统；检测并计算锆石样品和锆石标准物质一次离子的原始铀铅比值；使用锆石标准铀铅比值对锆石样品原始铀铅比值进行校正从而获得锆石样品校正后的铀铅比值；使用校正后的铀铅比值计算锆石样品的铀铅年龄。本发明方法具有高精度和高灵敏度，对样品含量要求低，剥蚀深度浅，能够用于剥蚀直径小于10微米的空间高分辨锆石铀铅定年。

技术领域

本发明涉及微区同位素组成分析方法，尤其涉及一种测定锆石样品的铀铅年龄的方法。

背景技术

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、Pb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，而就该技术本身而言，简便快速、高空间分辨率和高测定精度是主要发展方向。

天然锆石样品中许多具有核、幔和边的复杂环带结构，通常幔和边很窄(小于10微米)，对这些复杂环带进行高分辨U-Pb定年，可以揭示具有复杂环带锆石经历的复杂地质历史，因此高分辨微区定年技术对具有复杂结构的锆石定年具有非常重要的意义，可以得到锆石不同结构区域的多组年龄，这些年龄可能分别对应于锆石寄主岩石的原岩时代、变质事件时间(一期和/或多期)及源区残留锆石的年龄等。

在微区分析方法中，有两种锆石微区定年技术，离子探针(Secondary Ion MassSpectrometry，SIMS)和激光剥蚀等离子体质谱(laser ablation-inductively coupledplasma-mass spectrometry，LA-ICP-MS)。离子探针有SHRIMP和CAMECA两种。由于其可对锆石进行微区原位高精度定年，是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(每台3千万元人民币以上)，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-ICP-MS)定年技术的发展使锆石微区U-Pb年代学更加经济和简便。近十几年来，由于技术特别是激光技术的改进，提高了U-Pb年龄精度，锆石的LA-ICP-MS测定方法得到快速普及。