U-Pb同位素测年新方法 - 天津地质调查中心 - 中国地质调查局.PDF

第38 卷 第1期 地质调查与研究 Vol.38 No. 1 2015 年3 月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH MAR. 2015 U-Pb 同位素测年新方法 ——激光烧蚀等离子体质谱法直接测定探针片中锆石和磷灰石年龄 许雅雯，王家松，郭 虎，张永清，耿建珍，崔玉荣， 郝 爽，肖志斌，李国占，李惠民 （中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170） 摘 要:通过实验研究，笔者确定了激光烧蚀等离子体质谱法直接测定探针片中锆石、磷灰石U-Pb同位素年龄的 流程，包括样品制备、矿物成因分析、仪器测试条件和测试过程。该方法最大的优势在于，可在探针片上确定测年矿 物的共生组合及地质意义，将测得的年龄与特定地质事件，如变质事件、热液事件等相联系，对年龄数据给予合理的 地质解释。利用此方法对一些岩石中的锆石、磷灰石在探针片上进行了测试，与用传统单矿物制靶方法测试的结果 在误差范围内一致，表明在探针片上进行含铀矿物原地原位U-Pb测年是完全可行的。 关键词:激光烧蚀等离子体质谱；探针片；锆石；磷灰石；U-Pb同位素年龄 + 中图分类号：P597 .1 文献标识码：A 文章编号：1672－4135（2015）01－0067-10 含铀矿物的微区原位U-Pb 同位素年龄分析方 代学数据。应用该方法测试的样品数据与用 法，如二次离子质谱(SIMS)法、激光烧蚀等离子体质 ID-TIMS 法获得的结果在分析误差范围内一致，取 谱（LA-ICPMS）法等已日臻成熟，并得到广泛应用。 得了较好的效果。中国地质大学（武汉）陈能松等[3] 它不仅揭示了常规整体分析所掩盖的精细空间变化 也提出了在岩石薄片上测定多期变质岩年代学格架 的重要地质信息，同时也避免了常规热电离质谱方 的工作思路。 法中冗长、烦琐的化学处理过程，效率明显提高。上 虽然部分研究者开展了一些在岩石薄片上对含 述方法对于成因简单的岩石如年轻的侵入岩来说， 铀矿物进行微区原地原位U-Pb 同位素测年工作，但 是有效和准确的。然而对于那些经历多期变形变质 是现在并没有形成一套系统而科学的测试流程和方 和成矿等地质作用的岩石矿物，可能有很多组同位 法。为此，我们应用激光烧蚀等离子体质谱法对探 素年龄，很难给予一个合理的解释。 针片中锆石、磷灰石开展了U-Pb 同位素测年方法研 传统方法测年时，大都是将含铀矿物从岩石中 究，取得了较好的效果，初步建立了该方法的测试流 分离出来，这样有时会破坏了测年矿物与地质事件 程，本文将详细报道这些研究成果。 的联系，致使获得的某些年龄数据难以给得到理解 [1] 1测试方法流程 释。为了解决这个问题，Foster 等 首先在抛光的岩 石探针片上直接测定石榴石包裹体和基质中独居石 在探针片上测定含铀矿物年龄的核心技术是不 的U-Th-Pb 同位素年龄，发现不同成因的独居石年龄 分离测定矿物，在确定了待测矿物与岩石成因关系 存在差异，这种差异是因为不同成因的独居石有不 的情况下，直接测定含铀矿物（如锆石、磷灰石等）不 同的矿物共生组合，所代表的不同地质意义所致。 同成因域的同位素年龄, 将精确的年龄结果与特定 [2] 之后，Antonio 等 尝试用LA-MC-ICPMS 方法在岩 地质事件（如变质事件、变质反应、多期成矿等）相联 石薄片上对锆石、独居石、榍石等含铀矿物开展U-Pb 系，最终对年龄数据给予合理的地质解释。 同位素