[发明专利]一种单颗粒独居石的双测年方法

摘要

本发明公开了一种单颗粒独居石的双测年方法，首先可以得到独居石所在的花岗岩地质体的结晶年龄，即岩浆侵入事件发生的时间；其次又可以获得这颗独居石的(U-Th)/He年龄，它代表该花岗岩地质体抬升冷却的年龄，即该地质体发生快速构造抬升的时间。该方法通过单颗粒独居石U-Pb和(U-Th)/He双测年可以同时获得独居石所在地质体的侵入历史和构造抬升历史，具有重要的地质意义。

主权项

一种单颗粒独居石的双测年方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)选择晶型完整且不含包裹体的单颗粒独居石，借助数码相机拍照，获得独居石颗粒精确的形状和尺寸，用于计算α粒子射出校正参数F_T，计算公式为：$F_T=1-\frac{3S}{4R}+\frac{S^3}{16R^3}$其中F_T：α粒子射出校正参数；S：独居石中U和Th发生衰变时α粒子的停止距离；R：单颗粒独居石晶体的内切球半径，为了更加精确地计算F_T，R的值最好为60‑70μm；(2)将单颗粒独居石固定在双面胶带上，用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA‑ICPMS)进行U‑Pb测年；用激光直接照射独居石颗粒的外表面，束斑半径为20μm，烧蚀坑的深度为约20μm；对于年龄小于1300Ma的独居石，采用²⁰⁶Pb/²³⁸U来代表其U‑Pb年龄；对于年龄大于1300Ma的独居石，采用²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb来代表其U‑Pb年龄；(3)把上述单颗粒独居石剥离下来，放入1mm³金属箔容器中，用激光加热至1300℃，持续20分钟，将独居石中的99％以上的⁴He释放出来；用10ncc(1ncc＝1×10^‑9ml)的³He对释放出来的⁴He进行稀释，用活性炭对⁴He和³He进行聚集和深低温(16K)纯化；然后用四极质谱仪(QMS)在静态模式下测量⁴He/³He的比值，获得⁴He的含量；(4)将释放出⁴He之后的独居石放入经过校准的²³³U和²²⁹Th溶液中，加入30％的硝酸进行溶解，然后用等离子质谱仪(ICPMS)测量²³⁸U/²³³U、²³⁵U/²³³U和²³²Th/²²⁹Th的比值，获得²³⁸U、²³⁵U和²³²Th的含量；(5)根据下式计算出(U‑Th)/He年龄；$N_{4_{He}}=8\·N_{{238}_U}\·(e^{{\mathrm{\λ}}_8\·t}-1)+7\·N_{{235}_U}\·(e^{{\mathrm{\λ}}_5\·t}-1)+6\·N_{{232}_{Th}}\·(e^{{\mathrm{\λ}}_2\·t}-1)$其中：测得的⁴He的原子数；测得的²³⁸U的原子数；测得的²³⁵U的原子数；测得的²³²Th的原子数；λ₈：²³⁸U的衰变常数；λ₅：²³⁵U的衰变常数；λ₂：²³²Th的衰变常数；t：衰变持续的时间，即(U‑Th)/He年龄；(6)根据α粒子射出校正参数对测量值进行校正；$T=\frac{T_m}{F_T}$其中：T：经过校正的(U‑Th)/He年龄；T_m：测量获得的(U‑Th)/He年龄；F_T：α粒子射出校正参数。