[发明专利]原位微区同位素定年装置及方法

权利要求书

1.一种原位微区同位素定年装置，包括样品容器（1）和激光器（2），所述样品容器（1）的开口端设置有透明的盖板（11），所述激光器（2）移动地设置在所述盖板（11）的上方，所述盖板（11）为蓝宝石玻璃盖板；

所述样品容器（1）分别与沿其周向分布的真空单元（3）、四极杆质谱仪（41）、电感耦合等离子体质谱仪（42）以及载气单元（5）通过连接管路连通，所述连接管路均为具有玻璃衬里的不锈钢管（6），所述不锈钢管（6）的长度小于或等于40cm；其中，所述四极杆质谱仪（41）用于分析氦-4元素，所述电感耦合等离子体质谱仪（42）用于分析铀元素和钍元素；载气为氩气；

将激光器（2）中的参数调节到第一设定值，能够对单个矿物进行微区冷剥蚀，并使其释放出4He；通过将激光器（2）中的参数调节到第二设定值，能够对样品进行二次剥蚀，并将激发出的U和Th以气溶胶的形式进入到电感耦合等离子体质谱仪（42）中，其中，第一设定值为：频率为4-6Hz，能量为1-4J/cm2，光斑为45-55um，持续时间不低于3s；第二设定值为：频率为6-8Hz，能量为2-3J/cm2，光斑为30-40um，持续时间不低于40s。

2.根据权利要求1所述的原位微区同位素定年装置，其特征在于，所述激光器（2）为193nm准分子激光器。

3.根据权利要求2所述的原位微区同位素定年装置，其特征在于，所述激光器（2）包括用于观测样品位置的摄像头和用于使所述激光器（2）到达指定位置坐标的控制器。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的原位微区同位素定年装置，其特征在于，所述盖板（11）与所述样品容器（1）的开口端之间设置有无氧铜垫圈（12）。

5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的原位微区同位素定年装置，其特征在于，所述样品容器（1）构造为圆柱形，所述样品容器（1）的内部设置有样品固定部（13）。

6.根据权利要求5所述的原位微区同位素定年装置，其特征在于，所述样品固定部（13）包括用于放置样品的样品盘（131）和用于固定所述样品盘（131）的十字卡槽（132）；

所述样品盘（131）设置于所述样品容器（1）的底部；所述十字卡槽（132）为设置于所述样品容器（1）的内壁上的定位凸起。

7.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的原位微区同位素定年装置，其特征在于，所述样品容器（1）与所述真空单元（3）之间的所述不锈钢管（6）上设置有真空计（8）。

8.根据权利要求7所述的原位微区同位素定年装置，其特征在于，所述不锈钢管（6）上均设置有控制阀门（7）。

9.一种原位微区同位素定年方法，采用上述权利要求1-8中任一权利要求所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：

S10：使真空单元（3）处于打开状态，对样品容器（1）进行抽真空处理，使样品容器（1）内的真空度为8-11mbar；

S20：使真空单元（3）处于关闭状态，使激光器（2）处于工作状态；

将激光器（2）移动到设定的坐标位置处，并将激光器（2）上的参数调整到第一设定值，持续对样品容器（1）内的样品进行冷剥蚀处理；

S30：使四级杆质谱仪（41）处于工作状态，对样品容器（1）中产生的氦-4元素进行分析；

S40：使激光器（2）和四级杆质谱仪（41）均处于工作状态，并重复步骤S10；

S50：使激光器（2）处于工作状态；将激光器（2）上的参数调整到第二设定值，持续对样品容器（1）内的样品进行二次剥蚀处理；

S60：使电感耦合等离子体质谱仪（42）和载气单元（5）均处于工作状态，对铀元素和钍元素进行分析，并获得铀元素和钍元素的含量。