[发明专利]一种确定微米级榍石高精度年龄的方法

说明书

本发明涉及榍石年龄确定领域，提供了一种确定微米级榍石高精度年龄的方法，利用榍石的测量铅铀离子比与测量⁵⁶Fe¹⁶O⁺之间的相关关系，对测量铅铀离子比进行校正，得到校正铅铀离子比；再根据校正铅铀离子比与测量铀离子比之间的正相关关系，计算得到榍石的校正铅铀同位素比；最后根据校正铅铀同位素比得到榍石的铅铀年龄。本发明分别制作榍石标样薄片和未知岩石样品薄片，并将两者拼合成拼合样品靶。将样品靶镀上导电材料，利用电镜和能谱找到榍石矿物的位置；清洗样品靶，镀上导电材料，利用二次离子质谱仪测试榍石的相关离子信号，最后用上述方法确定出榍石的年龄。本发明能解决微米级榍石难以精确定年的问题，有重大应用价值。

技术领域

本发明涉及榍石年龄确定领域，特别涉及一种确定微米级榍石高精度年龄的方法。

背景技术

同位素地质年代学是探索地质体时空演化及大陆动力学等问题的基础工具。精准的同位素年代学研究在反演地质历史事件、探讨成岩成矿动力学背景和矿床成因方面具有重要的意义，特别是很多变质岩及多期次热液活动先后关系不甚明显的热液矿床的研究中不可或缺的手段。目前已有的分析手段很多，其中放射性同位素体系定年是地质研究中获得绝对年龄的基本方法，铀铅(U-Pb)体系定年因其具有适宜的特点，是目前固体地球科学年代学研究中应用最广的方法。目前主要应用定年的副矿物有锆石、独居石、金红石和榍石等。

榍石(CaTiSiO₅)是一种普遍存在于各种中酸性和碱性侵入岩、变质岩、及各类热液矿床中的含铀副矿物。作为一种可定年的工具，它在地质研究中具有非常广泛的应用价值。然而很多榍石矿物在岩石中具有多期生长，粒度小(一般粒度在5-50微米，大部分为10微米左右)的特点。需要采用高精度的定年方法，在岩石中直接测定榍石矿物的年龄，才能解决不同期次榍石年龄的问题。

国际上已有报道的对榍石的精确定年方法有同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)(文献1：Tilton and Grunenfelder,1968；文献2：Aleinikoff等人，2007；文献3：Huyskens等人，2016)，激光剥蚀电感耦合等离子质谱法(LA-ICPMS)(文献4：Willigers et al.,2002)，以及二次离子质谱仪方法(SIMS)(文献5：Ling et al.,2015)。这三种定年方法各有优缺点。

同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)是最精确的定年方法，需要将岩石样品破碎以后，挑选出其中的榍石矿物，但是岩石中的榍石粒度很小(大部分为10微米左右)，因此需要将多个颗粒用酸在高温下溶解成溶液，然后测量溶液中的铀和铅含量，再计算年龄。但是岩石中的榍石常常是不同地质历史时期生长的，将不同时间生长的榍石同时选出来后，采用化学溶解后进行分析，会将不同年龄的榍石混合在一起，其所测得的混合年龄并不能反映榍石的真实年龄。

激光剥蚀电感耦合等离子质谱法(LA-ICPMS)可以不需要挑选矿物，可以将岩石切成薄片后，直接在薄片中选榍石来分析，但是这种分析方法一般可以测量直径为30微米以上的颗粒，但由于大部分岩石中的榍石太小，用这种分析方法，无法精确测量榍石的年龄。