锆石U-Pb同位素年代学测试技术概论及定年方法(刘勇胜)
- 格式:ppt
- 大小:14.31 MB
- 文档页数:10
SIMS锆石U-Pb定年方法用于U-Pb年龄测定的样品(号码)用常规的重选和磁选技术分选出锆石。
将锆石样品颗粒和锆石标样Plésovice (Sláma et al., 2008) (或TEMORA, Black et al., 2004)和Qinghu (Li et al., 2009)粘贴在环氧树脂靶上,然后抛光使其曝露一半晶面。
对锆石进行透射光和反射光显微照相以及阴极发光图象分析,以检查锆石的内部结构、帮助选择适宜的测试点位。
样品靶在真空下镀金以备分析。
U、Th、Pb的测定在中国科学院地质与地球物理研究所CAMECA IMS-1280二次离子质谱仪(SIMS)上进行,详细分析方法见Li et al. (2009)。
锆石标样与锆石样品以1:3比例交替测定。
U-Th-Pb同位素比值用标准锆石Plésovice (337Ma, Sláma et al., 2008(或TEMORA (417Ma, Black et al., 2004))校正获得,U含量采用标准锆石91500 (81 ppm, Wiedenbeck et al., 1995) 校正获得,以长期监测标准样品获得的标准偏差(1SD = 1.5%, Li et al., 2010)和单点测试内部精度共同传递得到样品单点误差,以标准样品Qinghu (159.5 Ma, Li et al., 2009) 作为未知样监测数据的精确度。
普通Pb校正采用实测204Pb值。
由于测得的普通Pb含量非常低,假定普通Pb主要来源于制样过程中带入的表面Pb污染,以现代地壳的平均Pb同位素组成(Stacey and Kramers, 1975)作为普通Pb组成进行校正。
同位素比值及年龄误差均为1σ。
数据结果处理采用ISOPLOT软件(文献)。
参考文献Black, L.P., Kamo, S.L., Allen, C.M., Davis, D.W., Aleinikoff, J.N., Valley, J.W., Mundil, R., Campbel, I.H., Korsch, R.J., Williams, I.S., Foudoulis, Chris., 2004.Improved 206Pb/238U microprobe geochronology by the monitoring of atrace-element-related matrix effect; SHRIMP, ID-TIMS, ELA-ICP-MS andoxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol.,205: 115-140.Jiří Sláma, Jan Košler, Daniel J. Condon, James L. Crowley, Axel Gerdes, John M.Hanchar, Matthew S.A. Horstwood, George A. Morris, Lutz Nasdala, Nicholas Norberg, Urs Schaltegger, Blair Schoene, Michael N. Tubrett , Martin J.Whitehouse, 2008. Plešovice z ircon —A new natural reference material for U–Pb and Hf isotopic microanalysis. Chemical Geology 249, 1–35Li, Q.L., Li, X.H., Liu, Y., Tang, G.Q., Yang, J.H., Zhu, W.G., 2010. Precise U-Pb and Pb-Pb dating of Phanerozoic baddeleyite by SIMS with oxygen floodingtechnique. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 25, 1107-1113.Li, X.-H., Y. Liu, Q.-L. Li, C.-H. Guo, and K. R. Chamberlain (2009), Precise determination of Phanerozoic zircon Pb/Pb ageby multicollector SIMS without external standardization, Geochem. Geophys. Geosyst., 10, Q04010,doi:10.1029/2009GC002400.Ludwig, K.R., 2001. Users manual for Isoplot/Ex rev. 2.49. Berkeley Geochronology Centre Special Publication. No. 1a, 56 pp.Stacey, J.S., Kramers, J.D., 1975. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth Planet. Sci. Lett., 26, 207-221.Wiedenbeck, M., Alle, P., Corfu, F., Griffin, W.L., Meier, M., Oberli, F., V onquadt, A., Roddick, J.C., Speigel, W., 1995. Three natural zircon standards for U-Th-Pb,Lu-Hf, trace-element and REE analyses. Geostand. Newsl. 19: 1-23.SIMS U-Pb dating methodsSamples XXX for U-Pb analysis were processed by conventional magnetic and density techniques to concentrate non-magnetic, heavy fractions. Zircon grains, together with zircon standard 91500 were mounted in epoxy mounts which were then polished to section the crystals in half for analysis. All zircons were documented with transmitted and reflected light micrographs as well as cathodoluminescence (CL) images to reveal their internal structures, and the mount was vacuum-coated with high-purity gold prior to secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis.Measurements of U, Th and Pb were conducted using the Cameca IMS-1280 SIMS at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences in Beijing. U-Th-Pb ratios and absolute abundances were determined relative to the standard zircon 91500 (Wiedenbeck et al., 1995), analyses of which were interspersed with those of unknown grains, using operating and data processing procedures similar to those described by Li et al. (2009). A long-term uncertainty of 1.5% (1 RSD) for 206Pb/238U measurements of the standard zircons was propagated to the unknowns (Li et al., 2010), despite that the measured 206Pb/238U error in a specific session is generally around 1% (1 RSD) or less. Measured compositions were corrected for common Pb using non-radiogenic 204Pb. Corrections are sufficiently small to be insensitive to the choice of common Pb composition, and an average of present-day crustal composition (Stacey and Kramers, 1975) is used for the common Pb assuming that the common Pb is largely surface contamination introduced during sample preparation. Uncertainties on individual analyses in data tables are reported at a 1 level; mean ages for pooled U/Pb (and Pb/Pb) analyses are quoted with 95% confidence interval. Data reduction was carried out using the Isoplot/Ex v. 2.49 program (Ludwig, 2001).。
锆石U-Pb同位素定年方法分析研究摘要本文主要阐述了对锆石U-Pb进行同位素测年体系的常用方法,并对各方法自身的特点进行了较为详细的介绍与对比。
关键词锆石U-Pb;同位素定年法;分析研究0 引言近年来,随着同位素地质年代学的飞速发展,锆石U-Pb法一直是地质学者讨论地质事件时代的重要方法之一,以下分别对各种其U-Pb同位素测年法进行分析。
1 单颗粒微量热电离质谱法目前应用最广泛的锆石定年方法是微量和单颗粒热电离质谱法,在近几年人们试着利用样品量达亚微克级的逐步溶解技术和单颗粒锆石碎片技术对其加以改进。
单颗粒锆石热电离质谱法是锆石定年技术的进展之一,该方法具有高精度、要求样品量少,所以作为基准的锆石U-Pb定年方法。
这中方法上存在着局限性:单颗粒微量热电离质谱法前期处理过程比较复杂,耗费时间,在实验流程本底要求特别低,一般整个流程铅、铀空白分别为0.03ng~0.05ng、0.002ng~0.004ng;该方法存在着最大缺陷是不能对复杂锆石内部微区U/Pb和207Pb/206Pb的年龄信息进行准确测定。
2 单颗粒锆石蒸发法在80年代单颗粒锆石蒸发法才发展起来的,这种方法不采用化学处理。
单颗粒锆石蒸发法主要是应用锆石逐层蒸发法,采用热离于发射质谱计直接对单颗粒锆石207Pb/206Pb年龄进行测定,获得207Pb/206Pb年龄信息。
它能够揭示锆石内部的信息,此种方法已在我国广泛推广和应用,并且取得不少成果。
该方法有一定的局限性:该方法只能提供207Pb/206Pb年龄,对U/Pb年龄不能测定,不能有效判断U-Pb同位素体系是否封闭;由于精度差不能精确的对地质事件定年,只能在初选样品的时候用该方法。
3 单颗粒锆石U-Pb同位素稀释测定法该方法是将一个岩石中的锆石按照晶形和颜色分开,加入稀释剂对U,Pb 同位素进行测定,在根据不一致线对岩石年龄进行确定。
这种方法由于操作方法简单,受到地质工作者的青睐,在我国得到了广泛推广和应用,也取得了显着成果。
LA-ICPMS锆石U-Pb测年技术主要内容一、 LA-ICP-MS介绍二、锆石U-Pb年代学三、激光剥蚀样品制备(靶)四、激光剥蚀数据处理一、 LA-ICP-MS介绍LA-ICPMS是什么•激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪——L aser A blation-I nductively C oupled P lasma-M ass S pectrometry(缩写为LA-ICPMS)•基本原理:将激光微束聚焦于样品表面使之熔蚀气化,由载气将样品微粒送入等离子体中电离,再经质谱系统进行质量过滤,最后用接收器分别检测不同质荷比的离子。
激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)剥蚀池6LA-ICP-MS 是一种新发展和建立起来的定年方法, 它是利用等离子体质谱计(ICPMS)进行U-Th-Pb 同位素分析.先将锆石样品用环氧树脂浇铸在一个样品柱上(mount), 磨蚀和抛光至锆石核心出露, 无需喷炭或镀金. 也无需将标样置于同一 mount 中. 将这个mount 和标样放置于同一样品舱内. 用激光剥蚀锆石使其气化, 用Ar 气传输到ICP-MS 中进行分析.LA-ICP-MS能够作什么?•同位素比值分析(精度低)•元素含量分析(主、微量)•整体分析(低空间分辨率,剥蚀直径0. 1 ~4mm,剥蚀量为1 μg ~0. 1g)•微区分析(高空间分辨,剥蚀直径1 ~100 μm,剥蚀量为1pg ~1μg)•空间分辨分析(高、低空间分辨)•深度分析•扫面分析(Mapping)岩石、矿物、流体/熔体包裹体、金属、有机物……LA-ICPMS分析的技术优势1.样品制备简单2.原位、“无损”3.低样品消耗量4.低空白/背景5.高空间分辨率(>5µm或者>100nm)6. 高效率(单点分析<3min)7. 避免了水、酸所致的多原子离子干扰8. 可以同时测定主、微量元素•Gray (1985)率先将ICP-MS与激光剥蚀系统相结合,开创了LA-ICP-MS微区分析技术(第一代ICP-MS于1984年出现);•Jackson et al. (1992) 展示了LA-ICP-MS在地质样品微量元素定量分析中的潜力;•Fryer et al. (1993)将LA-ICP-MS应用于锆石U-Pb同位素定年。
基性岩斜锆石U-Pb同位素定年3种方法之比较
基性岩斜锆石U-Pb同位素定年3种方法之比较
根据新的研究成果,结合近年来文献报道的资料,对利用3种方法,即同位素稀释-热电离质谱(ID-TIMS)法、高灵敏度高分辨率离子探针质谱(SHRIMP)法、激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)法做基性岩斜锆石U-Pb同位素定年的优点和局限性进行比较,并讨论了针对具体样品选择定年方法的基本原则.新的研究成果表明,基性岩斜锆石U-Pb同位素年龄测定的3种方法各有不同的特点及局限性.在实际工作中,根据从具体样品中分选得到的斜锆石的数量、粒度大小、年龄范围、U-Pb含量、测年精度要求等因素,灵活地选择测年方法,对于获得比较理想的测年结果是非常重要的.
作者:李惠民李怀坤陈志宏相振群陆松年周红英宋彪 LI Hui-min LI Huai-kun CHEN Zhi-hong XIANG Zhen-qun LU Song-nian ZHOU Hong-ying SONG Biao 作者单位:李惠民,李怀坤,陈志宏,相振群,陆松年,周红英,LI Hui-min,LI Huai-kun,CHEN Zhi-hong,XIANG Zhen-qun,LU Song-nian,ZHOU Hong-ying(中国地质调查局天津地质矿产研究所,天津,300170)
宋彪,SONG Biao(中国地质科学院地质研究所,北京离子探针中心,北京,100037)
刊名:地质通报 ISTIC PKU英文刊名:GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 年,卷(期):2007 26(2) 分类号:P5 关键词:基性岩斜锆石 U-Pb同位素定年。
第38卷第3期地质调查与研究Vol.38No.32015年09月GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCHSep.2015锆石微区原位U-Pb 定年的测定位置选择方法张永清,王国明,许雅雯,叶丽娟(中国地质调查局天津地质调查中心,天津300170)摘要:锆石微区原位U-Pb 定年时,测定位置的选择至关重要,直接影响锆石测年结果。
锆石内部结构研究是锆石测定位置选择的重要依据,本文结合不同成因锆石的内部结构特征及其年代学意义,总结了岩浆锆石、变质锆石、热液锆石以及蜕晶化锆石的测定位置选择方法,认为组成单一的岩浆锆石是理想的U-Pb 定年对象,对于成因复杂的锆石尽量选取单一成因的颗粒或晶域,避免跨晶域选择测定位置。
对于跨晶域选择测定位置测定得到的年龄结果必须做适当的(如不一致线的方法)校正,才可以用于地质成因的解释,否则得到的是没有地质意义的混合年龄。
关键词:微区原位;锆石U-Pb 定年;选点方法中图分类号:P597+.1文献标识码:A文章编号:1672-4135(2015)03-0233-06收稿日期:2015-1-14基金项目:中国地质调查“锆石、磷灰石微区原位U-Pb 同位素测试方法研究(12120114001701)”作者简介:张永清(1982-),女,硕士,高级工程师,从事同位素地球化学和地质年代学研究,E-mail:zhangyq823@。
锆石具有较强的抵抗风化、蚀变和变质作用影响的能力,封闭温度高,分布广泛,普通铅含量低,是U-Pb 定年的理想对象[1-2]。
微区原位定年技术由于避免了常规方法中冗长、烦琐的化学处理过程,能对固体样品直接进行微区原位的同位素分析,可以揭示单颗粒尺度或者颗粒不同部位的年龄信息,效率明显提高,被广泛应用于锆石U-Pb 定年[3-5]。
常用的锆石微区原位U-Pb 定年方法包括二次离子质谱法(SIMS )及激光剥蚀等离子体质谱法(LA-ICPMS )[6-9]。
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)。
CASE区域治理秦岭陶湾群白云母片岩碎屑锆石U-Pb测年及地质意义西北大学 翟光麾摘要:陶湾群位于华北地块与北秦岭造山带接触的过渡带的前缘,其分为三个岩层段,最下为灰质千枚岩,灰质钙质砾岩夹白云岩,向上为条带状绢云母绿泥大理岩夹钙质千枚岩和上部含灰质的绢云绿泥千枚岩。
通过野外的实地考察,我们发现了变质程度更高的,介于千枚岩及片岩之间的岩石样本。
我们可以通过对其碎屑锆石定年来较为准确地反映出该地层的变质作用与北秦岭造山带之间的关系。
关键词:秦岭;陶湾群;白云母片岩;锆石U-Pb测年中图分类号:P5 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)39-0165-0003一、区域地质背景秦岭造山带位于中国大陆中部,是组成中央造山带的重要部分,沿东西方向分布,秦岭造山带具有复杂的物质组成与构造演化历史。
在晚三叠世时,华北地块和扬子地块发生碰撞,形成了被以商丹(商南—丹凤) 缝合带和勉略( 勉县—略阳) 缝合带为界划分为华北地块南缘、北秦岭造山带和南秦岭造山带的秦岭造山带[1]。
而本题所选的研究对象是陶湾群,位于华北地块与北秦岭造山带接触的过渡带的前缘。
它在洛南——栾川断裂带北侧呈长条状分布。
陶湾群西起陕西省洛南县蓝桥镇,经河南省卢氏县东延至栾川县庙子镇,近EW 向展布约 230km,南北宽4——10km[3]。
在前人的研究资料中,陶湾群在前人的研究中比较具有争议性,目前来看,大部分动物化石,其中时代可靠的化石都是指向寒武纪的。
但是这些化石一般在陶湾群下部的灰岩块和砾岩中存在,或者以碎片状态在基质中存在。
以此推断这些生物化石基本是寒武系的再沉积产物,并不是陶湾群形成的时候所产生的。
随后王宗起等人在陶湾群上部层位发现了一些几丁虫和虫颚等的微体古动物化石,进行分析之后综合认为陶湾群是属于奥陶系的地层[4-5]。
二、陶湾群地层特征陶湾群地层主要呈现十分明显的变质变形构造,整体岩层呈灰绿色,发育明显的褶皱变形,岩层破裂十分明显,从岩层破裂的新鲜面上可以初步观察到白云母与石英。