21-12-02 14:57 发布者: 浏览次数:次
锆石作为一种广泛存在于中酸性火成岩、沉积岩和变质岩中的重要副矿物,其物理化学性质稳定、具有较高的U、Th含量、且几乎不含普通铅,是U-Pb同位素年代学中最常用、最重要的研究对象之一。此外,结合其Hf-O同位素组成,可为地质作用提供精确的年代学及同位素示踪信息。微区原位分析技术,如激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)和离子探针(SIMS或SHRIMP)是开展锆石U-Pb和Hf-O同位素分析的重要工具,其样品前处理流程简单,可提供高空间分辨率的同位素组成信息。
开展微区U-Pb年龄和Hf-O同位素分析时,基体匹配的矿物标样是进行仪器分馏校正和数据质量监控的基础。选择与待测样品化学组成、年龄或同位素组成相近的标样有助于减小不同基体间的差异,进一步提高分析结果准确性和数据结果的外部重现性。目前,尽管已有很多不同年龄的锆石标样报道,但中生代的锆石标样仍相对缺乏。针对以上问题,中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室罗涛副研究员等人在前人研究基础上(王枫,许文良等,2009,世界地质),选取采自吉林省中部烟筒山地区辉长闪长岩中的中生代锆石(Jilin),通过多种分析测试方法对其进行了详细的U-Pb年龄和Hf-O同位素刻画。
如图1所示,Jilin锆石颗粒长约200-500μm,长宽比约3:1至1:1,自形至半自形。对其进行微量元素分析结果显示U,Th和Pb含量分别为439±26 ppm (1s), 378±39 ppm (1s), 67.6±1.6 ppm (1s)。对Jilin锆石进行CA-ID-TIMS法U-Pb年龄分析,获得的谐和年龄为117.55±0.12 Ma (n=5, MSWD=3.1),230Th校正后的加权平均206Pb/238U年龄为117.63±0.02/0.04/0.13 Ma (n=5, MSWD=1.9)(图2)。
图1. Jilin锆石CL图像。
图2. Jilin锆石CA-ID-TIMS结果。
分别在不同离子探针实验室开展SIMS U-Pb年龄结果如图3所示,获得的谐和年龄分别为117.2±0.5 Ma (n=44, MSWD=1.4)和115.8±0.8 Ma (n=20, MSWD=0.026),均与其CA-ID-TIMS年龄在误差范围内保持一致。不同实验室对Jilin锆石进行LA-ICP-MS分析结果如图4所示,获得的206Pb/238U平均年龄为117.6±2.9 Ma (2s, n=288),与其TIMS年龄在误差范围内一致。
图3. Jilin锆石SIMS结果。
图4. Jilin锆石LA-ICP-MS分析结果。
此外,本文还对Jilin锆石分别进行了溶液和激光MC-ICP-MS法Hf同位素分析(图5),溶液分析获得的176Hf/177Hf比值为0.282926±0.000014 (2SD, n=17),不同实验室在不同分析序列获得的176Hf/177Hf比平均值为0.282919±0.000029 (2SD, n=360)。Jilin锆石O同位素(δ18O)激光氟化法结果为6.05±0.25‰ (2SD, n=8) (VSMOW)。SIMS法获得的结果分别为6.10 ± 0.38‰ (2SD, n=45)和6.17±0.29‰ (2 SD, n=61),均与激光氟化法结果在误差范围内保持一致(图6)。
图5. Jilin锆石Hf同位素分析结果。
图6. Jilin锆石O同位素分析结果。
对Jilin锆石进行多种方法分析测试结果表明,其U-Pb年龄和Hf-O同位素组成在约20-50μm尺度上分布均一,可作为一个新的中生代锆石U-Pb和Hf-O同位素分析标样及数据监控标样。Jilin锆石可较方便的从野外采样挑选,储量丰富,欢迎国内外LA-ICP-MS或SIMS实验室联系本文作者获取。
文章信息:
Luo, Tao, Li, Qiuli, Ling, Xiaoxiao, Li, Yang, Yang, Chuan, Wang, Hanlin, Xia, Xiaoping, Zhang, Shaobing, Xu, Lei, Liu, Xiaoming, Deng, Xiaodong, Hu, Zhaochu*, 2021. Jilin zircon – a new natural reference material for microbeam U–Pb geochronology and Hf–O isotopic analysis. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 36 (10) 2216-2226. http://dx.doi.org/10.1039/D1JA00258A
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