[发明专利]一种利用电子探针化学分析测定钛铀矿年龄的方法

权利要求书

1.一种利用电子探针化学分析测定钛铀矿年龄的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：典型样品采集，包括：采集未发生明显次生蚀变的放射性高铀矿石样品，样品尺寸应满足光薄片的制备要求，为便于样品留存及实验处理，放射性高铀矿石样品尺寸应在3cm*6cm*9cm范围；同一类型铀矿样品数量不少于两块，用于分析结果对比；

步骤二：实验前处理，包括：光薄片制备、显微镜下观察、导电性处理；

步骤三：电子探针EPMA化学分析；

步骤四：数据整理及钛铀矿年龄计算。

2.根据权利要求1所述的一种利用电子探针化学分析测定钛铀矿年龄的方法，其特征在于：所述步骤二中光薄片制备，包括：手表本尺度上，肉眼选择含有钛铀矿的区域，用记号笔标记需切割位置；通常钛铀矿呈黑色，不规则粒状或短柱状，莫氏硬度为4.5～6.5；

必要时借助放射性探测仪确定切割位置；选择好切割位置后，按照光薄片的制备要求，制作含有钛铀矿的光薄片，所述光薄片磨片大小为2.4cm*2.4cm，厚度为0.03mm。

3.根据权利要求2所述的一种利用电子探针化学分析测定钛铀矿年龄的方法，其特征在于：所述步骤二中显微镜下观察，包括：显微镜下观察铀矿石的矿物组成，选取钛铀矿晶形好、表面干净的钛铀矿用于电子探针分析；显微镜下选择包含钛铀矿的区域后，用记号笔在其表面做好标记，便于在电子探针下寻找目标；电子探针分析束斑范围在2～3μm。

4.根据权利要求3所述的一种利用电子探针化学分析测定钛铀矿年龄的方法，其特征在于：所述步骤二中，导电性处理，包括：在光薄片表面镀一层导电物质，用于电子探针实验过程中增强信号。

5.根据权利要求4所述的一种利用电子探针化学分析测定钛铀矿年龄的方法，其特征在于：所述步骤三，电子探针EPMA化学分析，包括：

精确测量钛铀矿的U、Th、Pb元素组成；数据测量的精度，受元素最低检测限和测量过程中其它元素信号的干扰程度决定；由于元素最低检测限C_DL与测量时间的开方呈反比关系，因此延长测量时间，用于降低元素最低检测限C_DL，提高数据精度；

由于元素Y的Lγ线容易对U的Mα线系和Pb的Mα线系产生干扰；Th的Mβ线与U的Mα线接近，因此，在电子探针EPMA化学实验分析过程中，为避免上述干扰，U和Pb选择Mβ线，Th选择Mα线作为测量线系进行测量；

钛铀矿的理想化学式为UTi₂O₆，U含量为45.2％，实际成分中U⁴⁺在一定程度上被U⁶⁺所替代，且含有较高的钍，钍含量13％；铈含量7.4％，钇含量6.5％，铁含量5.4％)，钙含量3.5％和铅含量3.5％；

在U-Th-Pb放射性体系中，U和Th为放射性母体，Pb为放射性子体，随着时间的积累，钛铀矿中的U和Th的含量逐渐降低，而Pb含量逐渐升高；实际分析过程中，当元素含量为最低检测限C_DL的100倍时，数据质量完全满足测定年龄要求；

电子探针EPMA化学分析实验测试条件，包括如下条件：

加速电压：15kV；探针电流：3*10^-7A；束斑直径：Φ＝2μm；

分光晶体：PETJ；PETH；

线系：U元素选择Mβ线系，Pb元素选择Mβ线系，Th元素选择Mα线系；

测量时间：U和Th峰位为100s，背景时间为50s；Pb峰位300s，背景时间为150s；

标样：人工合成的UO₂，ThO₂和PbCrO₄；

在上述实验测试条件条件下，U、Th和Pb的最低检测限分别为：0.05％，0.03％和0.02％，完全满足钛铀矿的U-Th-Pb测定年龄要求。