LA-ICP-MS在锆石U-Pb同位素定年中的应用

锆石LA-ICP-MS原位微区U-Pb定年及微量元素的同时测定王岚;杨理勤;王亚平;张勇;陈雪;冯亮;陈占生【期刊名称】《地球学报》【年(卷),期】2012(000)005【摘要】利用配有的 New Wave 213 nm 激光和 ThermoFisher X Series 2四极杆等离子体质谱,对年龄在158~1065 Ma之间的5个标准锆石进行了U-Pb同位素和微量元素的同时测定.测定结果显示,在激光频率为10 Hz,斑束直径为30μm 下,91500、GJ-1、TEMORA-1、Plešovice 和 Qinghu 标准锆石所获得的加权平均年龄分别为(1059±11) Ma (2σ, n=21),(604.4±4.7) Ma (2σ,n=25),(419.3±3.4) Ma (2σ, n=14),(338.7±2.4) Ma (2σ, n=23)和(158.9±1.7) Ma (2σ, n=18),年龄分析测定的单点相对偏差(2σ)均小于5.6%,加权平均年龄的相对偏差(2σ)均小于1.08%.5个标准锆石定年结果在误差范围内与前人报道的年龄值完全一致.在相同的测试条件下,以 NIST610为外标,对上述标准锆石的微量元素进行了同时测定, Plešovice 除了 Nb比文献给定的值偏高外,其余微量元素和91500微量元素的测定结果都落在文献报道的范围之内, GJ-1中的Pb、Th和U 落在TIMS测定值的范围之内, TEMORA-1中的Th和U落在SHRIMP测定的值之内, Qinghu中的Th和U落在SIMS测定的值之内.从5个标准锆石的稀土元素球粒陨石标准化曲线可看出,所获得的稀土元素的相对含量也准确.%10.3975/cagsb.2012.05.07【总页数】10页(P763-772)【作者】王岚;杨理勤;王亚平;张勇;陈雪;冯亮;陈占生【作者单位】中国人民武装警察部队黄金地质研究所，河北廊坊 065000; 中国地质大学北京科学研究院，北京 100083;中国人民武装警察部队黄金地质研究所，河北廊坊 065000;国家地质实验测试中心，北京 100037;中国人民武装警察部队黄金地质研究所，河北廊坊 065000;中国人民武装警察部队黄金地质研究所，河北廊坊 065000;中国人民武装警察部队黄金地质研究所，河北廊坊 065000;中国人民武装警察部队黄金地质研究所，河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】P597;P595【相关文献】1.哀牢山长安金矿成因机制及动力学背景初探:来自LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和黄铁矿原位微量元素测定的证据 [J], 田广;张长青;彭惠娟;周云满;李建荣;张星培;胡明月2.南天山铜花山蛇绿混杂岩中斜长花岗岩锆石LA-ICP-MS微区U-Pb定年及其地质意义 [J], 黄岗;张占武;董志辉;张文峰3.锆石微区原位 U-Pb 定年的测定位置选择方法 [J], 张永清;王国明;许雅雯;叶丽娟4.基于激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)的锆石微区U-Pb精确定年[J], 李朝鹏;郑德文;王英;庞建章;肖霖;李又娟-ICP-MS标准锆石原位微区U-Pb定年及微量元素的分析测定 [J], 栾燕;何克;谭细娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第37卷第7期2018年7月地质通报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINAVol.37,No.7Jul.,2018收稿日期：2017-04-20；修订日期：2017-10-09资助项目：中国地质调查局项目《青海省共和县东巴地区三幅1∶5万区域地质矿产调查》（编号：12120113033020）作者简介：李生虎（1986-），男，学士，工程师，从事区域地质调查及矿产勘查工作。

E-mail ：447284039@青海南山东段花岗岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年及其地质意义李生虎，强晓农，田滔，赵立志，徐世来，马强LI Shenghu,QIANG Xiaonong,TIAN Tao,ZHAO Lizhi,XU Shilai,MA Qiang青海省第五地质矿产勘查院，青海西宁810099No.5Geological and Mineral Survey Institute of Qinghai Province,Xi'ning 810099,Qinghai,China摘要：青海南山东段花岗岩类岩石类型为二长花岗岩、花岗闪长岩及英云闪长岩。

通过高精度LA-ICP-MS 锆石U-Pb 同位素测年，获得二长花岗岩、花岗闪长岩的年龄分别为241±3Ma 、245±2Ma 和249±3Ma ，可代表其成岩年龄。

花岗岩类构造环境判别图显示，岩石具俯冲型花岗岩类特征，可能代表早三叠世宗务隆洋的北向俯冲过程。

通过对青海南山东段侵入岩体形成时代、岩石成因、构造环境等的研究，为青海宗务隆造山带在印支期的构造环境演化和动力学机制提供了重要的依据。

关键词：青海南山东段；花岗岩类；早三叠世；LA-ICP-MS 锆石U-Pb 测年；构造环境中图分类号：P588.12；P597+.3文献标志码：A文章编号：1671-2552（2018）07-1236-10Li S H,Qiang X N,Tian T,Zhao L Z,Xu S L,Ma -ICP-MS zircon U-Pb dating of the granites in the eastern section of Nanshan,Qinghai Province,and its geological significance.Geological Bulletin of China ,2018,37(7):1236-1245Abstract:The granitic plutons in the eastern section of Nanshan within Qinghai Province consist of monzogranite,granodiorite and tonalite.The zircon U-Pb dating results of monzogranite and granodiorite are 241±3Ma,245±3Ma and 249±3Ma respectively,repre⁃senting the crystallization age of those granitoids.In tectonic discrimination diagram for granitic rocks,these samples fall in the subduc⁃tion field,indicating the north subduction of the Zongwulong oceanic crust in Early Triassic.Through the research on petrogenesis,ages and tectonic setting for granitic plutons in the eastern section of Nanshan within Qinghai Province along Zongwulong belt,this paper provides important evidence for the tectonic environment and geodynamic mechanism of the Zongwulong belt in Early Triassic.Key words:the eastern section of Nanshan within Qinghai Province;granitic plutons;Early Triassic;LA-ICP-Ms zircon U-Pb dat⁃ing;tectonic setting研究区地理位置位于青海南山东段，属宗务隆构造带东段，大地构造位置位于宗务隆山-兴海坳拉槽东段，泽库弧后前陆盆地北[1-2]（图1）。

２０１４年 ９月 Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１４岩　矿　测　试 ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ文章编号：０２５４ ５３５７（２０１４）０５ ０７５８ ０９Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．５ ７５８～７６６江西 朱 溪 铜 钨 矿 区 煌 斑 岩 ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ锆 石 Ｕ－Ｐｂ同 位 素 定年及地质意义刘战庆１，２，刘善宝１，陈毓川１，王成辉１，万浩章３，陈国华３，李赛赛２，梁力杰２（１．中国地质科学院矿产资源研究所，北京 １０００３７； ２．桂林理工大学地球科学学院，广西 桂林 ５４１００４； ３．江西省地质矿产勘查开发局九一二大队，江西 鹰潭 ３３５００１）摘要：江西朱溪超大型矽卡岩铜钨矿的重大找矿突破，确定了“南钨北铜”格局被打破，建立了“南钨北扩”的新格局，成矿相关岩浆岩的时代及构造属性的研究是分析“南钨北扩”科学问题的关键。

朱溪铜钨矿区分布数条煌斑岩脉，在时空上与铜钨矿床有关。

本文在详细野外调查、岩心编录和岩矿鉴定的基础上，利用激光剥蚀 －电感耦合等离子体质谱技术（ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ）对朱溪铜钨矿区的煌斑岩进行锆石 Ｕ－Ｐｂ法同位素精确测年，获得两组岩浆锆石年龄：其中一组锆石的２０６Ｐｂ／２３８Ｕ加权平均年龄为（８５６±１０）Ｍａ（ＭＳＷＤ＝０２２），另一组锆石的２０６Ｐｂ／２３８Ｕ加权平均年龄为（１６０３±２１）Ｍａ（ＭＳＷＤ＝０１７）。

分析研究认为：第一组年龄（８５６±１０）Ｍａ代表了新元古代早期华南古洋壳俯冲消减及杨子陆块与华夏陆块碰撞的岩浆作用；第二组年龄（１６０３±２１）Ｍａ代表了晚侏罗世早期岩浆侵位事件，是在早侏罗世古太平洋板块向欧亚板块之下俯冲消减的背景下，导致早期岩石发生重熔，在燕山期侵位成岩，与朱溪所在的塔前—赋春成矿带内的成矿作用时间接近。

本工作对煌斑岩同位素年代学的研究，为研究朱溪铜钨矿的成矿作用提供了理论依据。

关键词：江西朱溪；铜钨矿；煌斑岩；锆石 Ｕ－Ｐｂ测年中图分类号：Ｐ５９７．３；Ｏ６５７．６３文献标识码：Ａ近年来江西武宁大湖塘、景德镇朱溪超大型钨 矿的相继发现，已经引起了地质找矿部门与社会各 界的广泛关 注，这 一 找 矿 成 果 突 破 了 区 域 上 “南 钨 北铜”的成矿格局 ［１－４］。

LA-ICPMS锆石U-Pb定年主要技术问题LA-ICPMS锆石U-Pb定年主要技术问题锆石是自然界岩石中的一种重要副矿物，由于它具有较高的U、Th含量使其成为U-Pb同位素地质年代学中最常研究的对象，并逐渐形成了一个应用前景极其广阔的分支学科-锆石学（zirconology）。

特别是，将锆石U-Pb年龄与其微量元素和Hf、O等同位素结合，为探讨地质作用的时标及过程提供了重要地球化学参数。

根据所测样品的性质，目前在锆石U-Pb同位素地质年代学中主要采用微量锆石法、单颗粒锆石法和微区分析三种方法。

但从分析的空间分辨率和使用的技术来看，上述方法基本可分为热电离质谱（TIMS）和微区原位(in situ)分析两类。

其中TIMS分析精度最高，但缺点是得不到锆石年龄变化的空间信息。

因此，锆石的微区原位分析构成近年来U-Pb同位素地质年代学的主导趋势。

在微区分析方法中，应用最广泛的是目前人们熟悉的离子探针（Secondary Ion Mass Spectrometry，简称SIMS），它有SHRIMP和CAMECA两种。

由于该仪器可对锆石进行微区原位高精度定年，从而成为目前研究复杂锆石年龄的最主要手段，并成为80年代以来地质科学创新成果的重大技术支撑。

离子探针锆石U-Pb 年代学研究和取得的成果不仅全面推动了地球科学的迅速发展，同时也带动了一系列同位素地球化学分析技术和方法的进步。

尽管运用离子探针可获得较高精度的年龄，但该仪器价格昂贵，且全球数量有限，难以满足锆石U-Pb定年的需求。

因此继离子探针之后，锆石的激光剥蚀等离子体质谱（LA-ICPMS）定年技术快速发展，并出现了若干LA-ICPMS锆石U-Pb微区原位定年结果可与SHRIMP 数据媲美的实例（Ballard et al., 2001; 袁洪林等，2003），从而使锆石微区U-Pb年代学更加经济和简便（Ko?ler and Sylvester, 2003）。

2009年8月Aug.,2009　矿　床　地　质　M IN ERA L DEPOSIT S第28卷　第4期28(4):481～492文章编号:0258-7106(2009)04-0481-12LA-M C-ICP-M S锆石微区原位U-Pb定年技术侯可军1,李延河1,田有荣2(1中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京　100037;2赛默飞世尔科技(上海)有限公司,北京　100007)摘　要　利用激光多接收等离子体质谱(LA-M C-ICP-M S)技术对30～1065M a的系列锆石进行了详细的定年研究。

包含离子计数器的多接收系统使得不同质量数的同位素信号可以同时静态接收,并且不同质量数的峰基本上都是平坦的,进而可以获得高精度的数据,均匀锆石颗粒207Pb/206Pb、206Pb/238U、207Pb/235U比值的测试精度(2σ)均为2%左右,对锆石标准的定年精度和准确度在1%(2σ)左右;不同质量数同位素信号的同时静态接收使得剥蚀时间缩短,剥蚀深度变浅,相比LA-ICP-M S方法,提高了激光剥蚀的空间分辨率。

对5个锆石标准和2个实际样品的测试表明,206Pb/238U年龄测定误差在1%(2σ)以内,定年结果在误差范围内与前人报道值完全一致,测试精度达到国际同类实验室先进水平。

关键词　地球化学;锆石;LA-M C-ICP-M S;U-Pb年代学中图分类号:P597+.3 文献标志码:AIn situ U-Pb zircon dating using laser ablation-multi ion counting-ICP-MSHOU KeJun1,LI YanHe1and TIAN YouRong2(1M RL Key L aboratory of M etallogeny and M ineral Assessment,I nstitute of Mineral Resources,Chinese Academyof Geological Sciences,Beijing100037,China;2Thermo Fisher Scientific(Shanghai)Co.,Ltd,Beij ing100007,China)AbstractHigh resolution in situ U-Pb zircon geochronology on zoned g rains can obtain isotope signatures from multi-ple grow th or thermal events.We present a method using laser ablation-multicollector-inductively coupled plas-ma-mass spectrometry(LA-MC-ICP-MS)to overcome com plications associated w ith intricately zoned zircon crystals through in situ sampling of zircon volumes as small as12μm,25μm and40μm in diameter by about10μm in depth.High precision U-Pb age of a series of zircon standard covering a w ide age range of30to1065Ma w as acquired using LA-MC-ICP-MS.The precision of measured Pb/U ratios in homogeneous zircon is about2% (2σ),resulting in routinely achieved precision of U-Pb ages obtained by ex ternal calibration of～1%(2σ)or bet-ter.All masses of interest can be simultaneously recorded w ith a multi-ion counting system(M IC)operating in static mode,and the sho rt ablation required to achieve such precision results in spatial resolution that is superior to comparable U-Pb zircon analy ses by single collector ICP-M S.The resulting present U-Pb age for five zircon reference samples and tw o geological samples show an excellent agreement with the previously reported ID-TIMS o r SH RIM P data.Key words:geochemistry,zircon,LA-MC-ICP-MS,U-Pb geochronology本研究得到国土资源部公益性行业科研专项经费(200811114)、国土资源大调查项目(1212010816039)和公益性科研院所基本科研业务费(K2007-2-3,Yw f060712)的联合资助第一作者简介　侯可军,1981年生,男,硕士,从事同位素地球化学研究。

锆石U—Pb同位素定年的原理、方法及应用研究本文在研究中主要围绕锆石开展，在分析其化学特征的基础上，对U-Pb同位素定年的主要原理进行判断，提出定年的实际方法，并分析U-Pb同位素定年在韧性剪切带定年以及分析沉积盆地物源等方面的应用。

标签：U-Pb定年；锆石；方法；运用0 前言作为月岩、变质岩、岩浆岩以及沉积岩中的重要矿物，锆石在成分上涉及到较多微量元素、放射性元素。

而且该矿物本身具有较为稳定的物化性质，分布极为广泛，加上其自身封闭温度较高，不仅是矿物定年中的最佳选择，也能被应用于地质学中。

因此，本文对U-Pb同位素定年相关研究，具有十分重要的意义。

1 锆石化学特征及其U-Pb同位素定年原理关于锆石，其在不同类型岩石内所体现的微量元素、常量元素等较为不同，且锆石成因不同，其中的U、Th等含量也存在一定差异，且两种含量在比值上变化较为明显，如对于变质锆石U与Th含量的都较少，比值可保持在0.1以内，而岩浆锆石，U与Th含量较高，比值超出0.4。

需注意由于较多岩浆中涵盖的组分较为特殊，所以在锆石成因判断中并不能完全依靠Th/U比值。

假若从稀土元素看，锆石中有较多花岗岩、镁铁质岩等存在，具有较高的丰度。

而对于U-Pb 同位素进行定年，其实际原理主要表现在对母体进行测定的基础上，将其中因衰变而带来的子体同位素含量变化进行测定，结合放射性衰变定律，使同位素自形成起的年龄得以推算出来。

在测定过程中，由于有U、Th都存在于锆石中，而且贫普通Pb，本身具有较为明显的抗后期影响优势，此时便需对Th、U衰变为Pb的情况分析，完成整个定年过程。

需注意的是对于1000-1200Ma的年轻锆石，测试过程中可直接引入206Pb/238U，原因在于年轻锆石不存在较多放射成因铅，而在放射成因铅较多的锆石中，可采取的定年方式为207Pb/206Pb[1]。

2 U-Pb同位素定年的主要方法分析从现行定年中采用的方法看，常见的主要以LA-ICP-MS、SIM以及ID-TIMS 等方法，这些方法用于U-Pb同位素定年中有各自的优势与弊端。