[发明专利]一种高空间分辨率方解石U-Pb定年方法

说明书

本发明提供一种高空间分辨率方解石U‑Pb定年方法，采用混合接收器模式，即法拉第杯接收U和Th，离子计数器接收Pb，进行方解石U‑Pb定年，通过系统优化锥组、辅助气氮气对仪器进行增敏灵敏度，实现了高空间分辨率(≤60μm)方解石U‑Pb的准确定年，对于U含量低至0.03μg g^‑1的样品可直接测定，不需要切换检测器模式。同时采用边筛选边布点的模式提高定年的成功率，对于样品的帅选条件为²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb0.6且²³⁸U/²⁰⁶Pb1.0。本发明实现了高空间分辨率方解石定年U‑Pb定年技术。克服了现有技术空间分辨率差、定年成功率低等缺点。

技术领域

本发明属于地质技术领域，具体涉及一种高空间分辨率方解石U-Pb定年方法。

背景技术

同位素地质年代学是地球科学研究中最为基础的方向之一，为厘定深时地质过程发生和持续时间提供了定量制约，主要包括U-Pb、Lu-Hf、Sm-Nd、Rb-Sr、Re-Os和Ar-Ar等定年体系。方解石在成岩过程、生物作用、热液过程等多种地质环境中广泛形成，结晶过程中可以赋存一定量的U(10μg g^-1)和少量的Pb，这使得其具有可开展U-Pb定年的潜力。方解石U-Pb定年技术具有巨大的应用潜力，特别是在古环境、沉积过程、成岩作用、构造变形、矿床成因、碳水化合物迁移等方面。方解石U含量低(一般低于5μg g^-1)，并且普通铅含量高，传统的开展方解石U-Pb定年主要是基于同位素稀释-热电离质谱(Isotope dilution-thermalionization mass spectrometry,简称为ID-TIMS)。该技术通过样品钻取、酸溶消解、分离纯化、上机测试等四步骤获取数据。ID-TIMS可提供高精度的数据质量，但该技术操作流程复杂，耗时长，获取的数量有限。作为一项整体分析技术，ID-TIMS的空间分辨率低，这使得其在对环带变化的样品分析是，具有很大的局限性。

另外还有LA-(Q,SF)-ICP-MS定年技术但是该方法空间分辨率低，激光束斑需要100μm以上。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用混合接收器模式(即法拉第杯接收U和Th，离子计数器接收Pb)进行方解石U-Pb定年，通过系统优化锥组、辅助气氮气对仪器进行增敏灵敏度，实现了高空间分辨率(≤60μm)方解石U-Pb的准确定年，对于U含量低至0.03μg g^-1的样品可直接测定，不需要切换检测器模式。同时采用边筛选边布点的模式提高定年的成功率，对于样品的帅选条件为²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb0.6且²³⁸U/²⁰⁶Pb1.0。

本发明的技术方案是：

一种高空间分辨率方解石U-Pb定年方法，包括以下步骤：

步骤1、对于方解石样品或者含方解石的岩石样品，先进行切割至合理的大小，制成环氧树脂样品靶(样品靶直径1英寸，厚度约5mm)，或普通光学薄片(样品厚度30-50μm)，以适应激光剥蚀样品室的大小；

步骤2、样品放置到激光剥蚀样品室中，调整样品在光轴方向的位置，使得激光束聚焦良好；

步骤3、对方解石样品进行点剥蚀预筛选，监控²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb和²³⁸U/²⁰⁶Pb比值，如²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb0.6且²³⁸U/²⁰⁶Pb1.0，则判定该点位为目标采样点，在其周围布5个分析点，每个分析样品总共筛选出30-40个分析点；