[发明专利]基于激光微区原位锡石样品铀铅年龄测定的普通铅校正方法

说明书

本发明公开了一种基于激光微区原位锡石样品铀铅年龄测定的普通铅校正方法，包括：将锡石样品和锡石标准物质嵌入环氧树脂中制成样品靶，并将所述样品靶放入激光剥蚀池样品腔中；采用准分子激光源并以平行光方式聚焦至所述样品靶上的所述锡石样品，以便产生所述锡石样品的气溶胶颗粒；使所述锡石样品的气溶胶颗粒经过所述磁式电感耦合等离子体质谱仪中的电场和磁场，以实现角度和速度双聚焦并到达离子信号检测系统；采用所述离子信号检测系统检测所述锡石样品中的原始铅铀比值，对所述原始铅铀比值进行校正以获得校正后的铅铀比值；采用校正后的铅铀比值再进行铅208校正来计算所述锡石样品的铀铅年龄。

技术领域

本发明涉及同位素地球化学铀铅年代学技术领域，特别涉及一种基于激光微区原位锡石样品铀铅年龄测定的普通铅校正方法。

背景技术

锡石(SnO₂)属于金红石矿物族，是一种四方晶系的氧化物型含铀矿物，它不仅是各类锡多金属矿床中的主要矿石矿物，同时也是一种常见的副矿物，伴生于花岗岩有关的钨矿床、伟晶岩有关的锂铍铌钽矿及火山成因块状硫化物矿床。早期关于锡矿床成矿年龄的确定，主要是以测定与锡有关的花岗岩的结晶年龄(如锆石U-Pb、云母Ar-Ar、全岩Rb-Sr等)或者借助脉石矿物的同位素年龄数据等来制约。由于不同研究者选择的测试矿物对象及测试方法不同，所得同一矿床的成矿年龄有时会存在很大差异，从而导致对矿床成因的不同认识。

锡石的封闭温度高，其结晶年龄可以直接代表成矿年龄，是直接获取锡矿形成时间的最有效手段。由于锡石具有相对较高的U/Pb比值及较低Pb含量，是进行U-Pb同位素定年的理想对象。为了更好地限制锡矿矿床的形成时代，需要对它的地质成因有深入的了解。而它的形成年代就是一个重要的成因要素。精确获得锡石年龄是研究成矿背景，对比已知地质事的前提条件。

国际上对锡石的铀铅定年方法是同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)。该方法是目前最精确的定年方法，由于锡石是一种固态粒状的矿物，因此可以把整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，这样得到的铀和铅比值是整个颗粒(颗粒大约10^-3克)的信息，由于采集的样品量大，所以得到的年龄精确度很高，一般小于0.1％，比如可以得到锡石年龄是200±0.2Ma(百万年)。

ID-TIMS需要对整个锡石颗粒进行溶解，因此得到的是整个锡石样品的平均年龄，而实际上，由于锡石的生长过程非常复杂，如可能经历蚀变，另外，大量包裹体或者与高普通铅矿物(如方铅矿、黄铁矿等)或高铀矿物(榍石、铌钽铁矿等)与锡石共生或伴生，因此锡石在大的尺度上可能并不具有相同的年龄，如果仅采用ID-TIMS来测量锡石年龄，其所测得的平均年龄并不能真正反映锡石在微区尺度(50～100微米)的真实年龄，因此ID-TIMS方法通常适合生长历史过程简单、均一的锡石样品进行铀铅年龄测定研究工作，如矿物铀铅年龄标准物质的定值和标定。

同时，锡石ID-TIMS法最大的困难是锡石很难溶解，通常溶解不完全，这也是ID-TIMS法应用受限的重要原因。近二十年来，随着测试技术的快速发展，矿物微区原位U-Pb方法已经广泛应用于同位素地质年代学中，成为探讨地球演化历史和各类地质作用过程的重要手段。相对ID-TIMS而言，激光等离子质谱法(LA-ICP-MS)和二次离子质谱法(SIMS)具有样品制备简单、分析高效快速、较高空间分辨率等明显优势，同时也避免了锡石难以完全溶解的难题。因此，原位微区锡石U-Pb方法进入了快速发展的时期，极大促进了锡矿成矿年代学应用研究。