原位热年代和年代学.PDF

应用简述（2016年6月） 原位热年代和年代学 1 (U-Th-Sm)/He定年用于对低温地质过程提供时间约束 。该方法包括目标矿物（如磷灰石、锆石、 榍石等）中铀，钍、衫，及它们的放射性衰变产物氦的丰度的测定。激光剥蚀技术的进步促使原 2-6 位(U-Th-Sm)/He定年方法取得了令人鼓舞的成果 。研究人员现在能够使用该种方法探索新的应 用领域，包括（1）在高度风化的陆块进行钻石勘探技术发展，（2）矿物中氦分布的定性和定量 190 4 成像，（3）基于 Pt- He衰变的铂族矿物新定年方法的发展及其在铂矿勘探中的应用，（4）综 合U-Pb年龄数据更全面地重建被测矿物的冷却曲线。下面描述的应用展示RESOchron仪器套件具 备在提供元素和同位素分布图的同时，获得同一晶体的原位 (U-Th-Sm)/He和U-Pb年龄（双定年） 、从而实现更强大的热史重建的独特能力。 原位双定年： I原位(U-Th-Sm)/He和U-Pb双定年测试（图1和图2）涉及制 4 作样霸（使用Telfon基质），显微镜下矿物特征描述， He 及其母体同位素的激光剥蚀方法测量及采用在线免费软件 （）进行年 龄计算。许多颗粒可以被同时嵌入样靶，精心选择分析目 标以避免矿物/气体包裹体、母体同位素环带和自然磨损等 问题。年龄计算方法包 括同位素稀释法（利用 图1.原位双定年测试步骤流程图。 已知年龄的标准样）， 或同位素衰减法（基于 母体同位素和衰变产物的丰度计算年龄）。在Curtin大学（珀 斯，澳大利亚）的John de Laeter 中心开展的大量研究已经将 以上方法成功地应用于分析锆石和磷灰石 图2.（A）锆石表面一个浅的4He剥蚀坑的原子力显微镜地形高程图像。请注意清晰刻画出 的“礼帽”形横断截面的平底形态。（B）首次剥蚀后、测量He的浅剥蚀坑的扫描电子显微镜 （SEM）图像和（C）第二次剥蚀后、分析U、Th、Sm、Pb和微量元素的剥蚀坑的SEM图像。 同位素分布图/剖面图生成： RESOchron集成原位激光剥蚀微取样和惰性气体质谱分析技术。该仪器适用于微米尺度下锆 石（和其它矿物）中氦的分布的一维和二维可视化及量化（图3）。一组锆石晶体的高分辨 率氦分布图像允许我们查明铀钍环带、辐射损伤和包裹体，对氦分布以及对传统的(U-Th- Sm)/He测年方法和年代学固有基本假设的影响。氦分布图像，结合以其他成像技术的特征 信息（例如，阴极发光、共焦显微拉曼光谱和LA-ICPMS元素分布图像），提供了将主要潜 在因素对有疑问的锆石(U-Th-Sm)/He年龄的影响 可视化的最佳机会。观察表明，进行常规低温年 代学分析之前的颗粒特征描述是必不可少的。. 图3. CL图像（a）和分别使用SEM和RESOchron生成的具有高铀核部、低铀边部的锆 石的氦含量分布图（b）。需要注意的是，氦的分布与阴极发光图像强度有很好的相