榍石LA-ICP-MS U-Pb定年技术研究

榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以~(206)Pb/~(238)U为例,采用基体归一化因子(F_(AVG))评估了锆石与榍石U-Pb定年标准的基体效应,结果显示榍石F_(AVG)几乎都大于1.20,而锆石F_(AVG)明显都小于1.20,表明锆石与榍石U-Pb定年标准存在显著的基体效应。以BLR-1榍石标准为外部校准标样,OLT1榍石获得的谐和年龄1014.9±4.8Ma(95%置信水平,n=23,MSWD=0.32)与SHRIMP谐和年龄1017.1±3.6Ma及ID-TIMS谐和年龄1014.6±1.3 Ma在误差范围内一致,同时获得~(206)Pb/~(238)U、~(207) Pb/~(235) U、~(207) Pb/~(206) Pb加权平均年龄在误差范围内与其谐和年龄一致;而以91500锆石为外部校准标样,OLT1榍石获得的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为891.3±9.5 Ma(n=23,MSWD=5.3),与ID-TIMS测得的谐和年龄相比偏低约12%。经~(207)Pb法校正后,TCB榍石获得的~(206)Pb/~(238) U加权平均年龄1015.6±6.2 Ma(n=16,MSWD=0.84)与ID-TIMS谐和年龄1018.1±1.7Ma在误差范围内一致。本研究表明,采用基体匹配的榍石标准为外部标样,利用LA-ICP-MS对榍石进行U-Pb定年也能获得与ID-TIMS相一致的年龄,精度(2RSE)小于2%。     

同位素稀释热电离质谱法测定锡石U-Pb年龄探索

针对我国锡多金属矿床的定年问题,建立一种采用同位素稀释热电离质谱(ID-TIMS)法进行锡石U-Pb同位素定年的方法,并与激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)法进行对比验证。由于采用化学处理技术分别纯化了U和Pb,减少了普通铅的影响,大大提高了分析测定精度。将该方法应用于某地区石英-锡石-黑钨矿脉的锡石样品分析,获得了精确的U-Pb年龄值。     

云南蒙自白牛厂多金属矿床锡石原位LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学

云南蒙自白牛厂多金属矿床位于个旧与都龙矿床之间,由于缺少年代学数据,多种成因观点相持不下。利用锡石原位LA-MC-ICP-MS U-Pb法对采自沉积作用最为显著的白羊矿段的两个锡石样品进行年代学研究,得出238U/207Pb-206Pb/207Pb等时线年龄分别为(87.4±3.7)Ma(MSWD=9.0)和(88.4±4.3)Ma(MSWD=9.9),与薄竹山花岗岩锆石U-Pb年龄(84.1±2.6～87.83±0.39)Ma在误差范围内一致,说明锡的成矿与岩浆作用关系密切。结合南岭地区其他锡多金属矿床锡石TIMS U-Pb年代学研究,锡石U-Pb定年在锡多金属矿床直接定年中具有很大优势,而原位LA-MC-ICP-MS U-Pb法定年在该类型矿床的年代学研究中更是开辟了一条新途径。由于锡石普通铅含量较高,在校正过程中会影响数据可靠性,因此该方法需进一步完善,以满足精确定年的需要。     

内蒙古道伦达坝铜钨锡矿床LA-ICP-MS锆石和锡石U-Pb年龄及其地质意义

道伦达坝矿床位于大兴安岭南段,是一个铜钨锡矿床,其铜、钨、锡储量均达中型。矿体呈脉状,主要产于二叠系砂板岩中的断裂破碎带中,华力西期黑云母花岗岩中的断裂破碎带中亦赋存有矿体。文章选取2件石英-萤石-白云母-电气石-锡石-黑钨矿阶段的矿石样品对其中的进行了LA-ICP-MS U-Pb定年,获得2件样品的~(207)Pb/~(206)Pb-~(238)U/~(206)Pb谐和年龄分别为(134.7±6.6)Ma(MSWD=1.4)和(136.8±7.4)Ma(MSWD=1.7),~(206)Pb/~(207)Pb-~(238)U/~(207)Pb等时线年龄分别为(132±12)Ma(MSWD=0.76)和(135±13)Ma(MSWD=0.9)。锡石定年结果表明,道伦达坝矿床形成于早白垩世。对矿区外围张家营子岩体中的斑状细粒花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为(135±1)Ma(MSWD=1.3),该岩体的形成年龄与道伦达坝矿床的成矿年龄在误差范围内一致。本次定年结果表明道伦达坝矿床形成于早白垩世,与同期的花岗质岩浆活动有密切的成因联系,该矿床属于与花岗岩有关的岩浆热液脉型矿床。     

用热离子发射质谱计直接测定单颗粒锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄

用热离子发射质谱计、双带源分层蒸发锆石并将蒸发物附着到电离带上以测定~(207)Pb/~(205)Pb值年龄。对五个锆石样品的测定结果证明,用此方法获得的~(207)Pb/~(206)Pb值年龄与用常规锆石U-Pb一致线方法获得的年龄结果相吻合。这个方法不仅对放射成因铅轻微丢失的锆石适用,对严重丢失的也得到很好的结果。     

滇西松山锡矿锡石LA-SF-ICP-MS U-Pb年代学及其对区域锡成矿作用的指示

松山锡矿位于滇西临沧花岗岩基的西北侧。矿体主要赋存于临沧黑云母二长花岗岩与松山组绢云石英片岩接触带矽卡岩以及花岗岩和围岩的裂隙中。由于缺乏精确的成矿年代学数据,在一定程度上限制了对矿床成因的认识,并制约了进一步的找矿勘查工作。本文首次利用LA-SF-ICP-MS微区原位U-Pb同位素测年技术对松山锡矿床矽卡岩型和电气石石英脉型矿石中的锡石矿物开展了 U-Pb年代学研究获得2件锡石样品的~(207) Pb/~(206)Pb-~(238) U/~(206) Pb谐和年龄分别为76.6±1.5Ma和79.6±3.6Ma,说明松山锡矿锡的成矿作用主要发生在晚白垩世,与临沧花岗岩主体侵位时间(三叠纪)明显不同。结合地质特征和前人年代学研究成果本文认为该地区存在明显的晚白垩世锡的成矿事件,研究区下一步的找矿工作应围绕岩体与围岩接触带,以及岩体和围岩中的断裂展开。     

大兴安岭南段维拉斯托锡多金属矿床LA-ICP-MS锡石和锆石U-Pb年龄及其地质意义

维拉斯托锡多金属矿床位于大兴安岭南段西坡的内蒙古克什克腾旗,是近年来发现的一个以锡为主,共伴生钨、锌、铜、钼、铷、铌和钽的大型矿床。矿化类型包括深部以锡为主,伴生锌、铷、铌和钽的蚀变花岗岩型矿体;中部以锡为主,伴生铜和锌的隐爆角砾岩型矿体及浅部锡、钨、锌、铜和钼的石英大脉型和网脉型矿体。该矿床的主要工业矿体为石英脉型,呈北北东向产于古元古界宝音图群和华力西期石英闪长岩中的断裂破碎带内,而蚀变花岗岩型和隐爆角砾岩型矿石的品位较低。文中选取1件石英脉型锡矿体中的锡石样品进行了LA-ICP-MS锡石U-Pb定年,获得锡石的206Pb/207Pb238U/207Pb等时线年龄为(136.0±6.1) Ma(MSWD=0.94),207Pb/206Pb238U/206Pb谐和年龄为(132.3±5.4) Ma(MSWD=2.8),表明维拉斯托锡多金属矿床形成于早白垩世;选取1件与成矿相关的北大山岩体花岗岩样品开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得206Pb/238U年龄为(140±2) Ma(MSWD=0.10),表明成矿岩体亦形成于早白垩世。维拉斯托锡多金属矿床属于与花岗岩有关的岩浆热液型矿床。通过统计大兴安岭南段主要锡多金属矿床的成矿年龄和成矿岩体的年龄,发现几乎所有的锡多金属矿床均形成于140～135 Ma期间,表明早白垩世是大兴安岭南段锡多金属矿床成矿高峰期。     

SHRIMP锆石铀-铅同位素定年中普通铅 204Pb对实验结果的影响

在SHRIMP锆石U-Pb同位素定年中,常用实测的204Pb校正普通铅,然后求得206Pb/238U、207Pb/206Pb等同位素比值及年龄。本文主要论述了普通铅204Pb校正的原理、来源、测定方法及其对实验结果的影响。通过实验得出普通铅204Pb测定结果不准确,会使数据在谐和图中的投影点偏离谐和线,使年龄结果偏离真实值。影响普通铅204Pb的因素有很多,主要有测试位置是否有包体或裂纹、锆石表面的清洁程度、普通铅204Pb的峰位置是否正确等;此外,一次离子束强度、密度均匀性、束斑形状、清洗时间也可能有影响。由于大多锆石样品中普通铅204Pb含量很低,在扫描普通铅204Pb峰中心时,最好在高铀锆石包体、裂隙处,或在长石等含普通铅204Pb较高的矿物上进行,同时为了避免受质量数204左侧峰拖尾叠加的影响,通常把204Pb峰位置设定在峰中心稍偏右处。     

应用新型固体质谱计IsoProbe-T高精度地测定单颗粒锆石年龄

固体质谱计，以其高精度和可靠性度，在同位素年代学和同位素地球化学的研究领域的应用依然前景广阔。近年来，微量样品测试手段已经成为地质科学和环境科学等领域极其重要的研究方法，促使国际国内地球化学实验室对固体热电离质谱计更新换代。中国科学院地质与地球物理研究所固体同位素地球化学实验室于2004年引进英国GV公司的IsoProbe-T固体热电离质谱计，具有较宽质量谱带，装备多通道离子计数接收器，高灵敏度高精度，易于操作等特点。该类型仪器将是今后的同位素年代学和同位素地球化学研究的主导之一。该质谱计配置了9个法拉第接收器、１个戴利接收器和7个离子计数器（图1)。它的运行将有望大幅度地促进年代学和同位素地球化学在壳幔相互作用与深部物质成分、古大陆形成与演化、流体与成矿等主要领域研究工作的应用。本文主要介绍采用IsoProbe-T质谱计测定单颗粒错石U-Pb和Pb-Pb蒸发年龄方法和应用。传统的锆石Pb-Pb蒸发法定年原理是将锆石单颗粒包裹于铼灯丝中并加热，将锆石中铅蒸发至另一铼灯丝上，之后加热电离沉淀于该灯丝上的铅样品，采用单个离子计数器动态方式测量铅同位素组成，从而获得207Pb/206Pb比值和对应的年龄。这一方法技术简单但极为耗时。采用IsoProbe-T质谱计的多个离子计数器测量，可以克服耗时缺点。方法是将包裹于铼灯丝的锆石颗粒加热，采用静态方式直接测量蒸发出来的铅同位素组成，获得207Pb/206Pb年龄。该方法简便省时，同时可以直观地观测到锆石内部铅同位素组成的变化，如207Pb/206Pb比值，指示锆石中Th/U比值的变化，或207Pb/206Pb比值变化，直接反映出继承锆石的存在与否。离子计数器之间的效率差别可以采用测定铅标准溶液同位素比值来校正。尽管该方法不能与SHRIMP微区U-Pb定年媲美，却可以获得成因单一锆石高精度207Pb/206Pb年龄且节省经费。应用该方法测定内蒙古渣尔泰群沉积岩中碎屑错石，获得的年龄与采用传统错石Pb-Pb蒸发法和U-Pb稀释法获得的年龄一致，集中分布于2.4~2.5 Ga.多个离子计数器测量技术也可以应用于单颖粒错石U-Pb年代学方法，该方法所获得的数据可靠性主要地取决于实验流程U和Pb本底情况。为了降低流程本底，笔者采用低本底的蒸汽法高温高压条件下溶解错石，（图2)。将错石和205Pb-235U混合稀释剂加于小溶样杯内，HF酸置于Teflon焖罐底部，在高温高压条件下加热，完全溶解错石。采用该溶样方法和高纯度水和试剂，获得小于5 pg和10 pg的全流程U和Pb本底。应用该方法测定了苏鲁地区南部海州群单颗粒锆石U-Pb年龄。3个云母石英片岩样品中的错石大部分具有振荡环带内部结构，指示岩浆成因，退晶化程度也较明显。采用铀-铅同位素稀释法和铅-铅蒸发法分析，获得错石年龄范围为801-787Ma。时代上，海州群云母石英片岩的原岩可与大别-苏鲁超高压变质带内超高压和高压变质岩的原岩对比，可能代表与晚元古代Rodima超大陆裂解有关的岩浆作用的产物。     

粤东塌山斑岩型锡多金属矿床锆石及锡石U-Pb年代学、Hf同位素组成及其地质意义

陆河县塌山斑岩型锡多金属矿床位于粤东地区莲花山断裂带南西段,是粤东锡多金属成矿带内与花岗斑岩和石英斑岩密切相关的锡矿床,同时也是全国三个典型斑岩型锡矿之一。本文对与矿化有关的花岗斑岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素综合研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,花岗斑岩侵位年龄为136.8±1.1 Ma,是早白垩世岩浆作用产物。同时本文对锡石进行了U-Pb定年研究,27个数据在~(206)Pb/~(238)U-~(207)Pb/~(238)U谐和年龄图上获得了133.6±8.6 Ma的下交点年龄,在Tera-Wasserburg年龄图解上获得了136.5±8.1 Ma的下交点年龄,两年龄在误差范围内一致,且与花岗斑岩年龄一致,很好的限定了塌山矿区成矿时代。花岗斑岩锆石εHf(t)从-4.87变化到-2.07,二阶段模式年龄(t_(DM2))为1322～1507 Ma,表明其成岩物质主要来自中元古代地壳岩石,可能有少量地幔物质加入。     

LA-ICP-MS测定锡石U-Pb同位素年龄时两种普通铅扣除方法的原理及适用性比较

根据近年来激光烧蚀电感耦合等离子体质谱仪锡石微区原位U-Pb同位素定年的实验结果,结合相关资料,对实验过程中普通铅扣除的2种主要方法,即谐和图法和等时线法的原理、效果、优点和局限性进行了深入的比较。研究成果表明,2种主要方法各有不同的优点及局限性。在实际工作中,要想获得比较准确的测试结果,需要根据具体矿物样品的年龄范围、总的U和Pb含量、普通铅相对含量、测年精度要求等因素,灵活地选择普通铅扣除的方法。     

A LA-ICP-MS Comparison of Reference Materials Used in Cassiterite U-Pb Geochronology

Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) is used to compare the suitability of four cassiterite (SnO₂) materials (SPG, Yankee, AY-4 and Jian-1), and three matrix-mismatched reference materials (NIST SRM 612, NIST SRM 614 and 91500 zircon) for normalisation of U-Pb and Pb-Pb isotope ratios in cassiterite. The excess variance of ages determined by LA-ICP-MS is estimated to be ±0.33% for ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb vs. ²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb isochron ages and ± 1.8% and for U-Pb ages. Incorporation of this excess variance in cassiterite ages is necessary for realistic uncertainties. ²⁰⁷Pb-²⁰⁶Pb ages are advantageous for dating Precambrian cassiterite such as SPG compared with U-Pb ages as matrix effect on instrumental mass fractionation of Pb isotopes are generally considered to be minor. We note minor bias in ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb vs. ²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb isochron ages (~ 0.6%) when using either the NIST SRM 614 or 91500 zircon reference materials and emphasise the requirement for uncertainty propagation of all sources of error and reference materials with comparable U and Pb mass fraction to the cassiterite. The ²³⁸U/²⁰⁶Pb isotopic ratios from normalisation to matrix-mismatched reference materials show varied results, which emphasises the need to use matrix-matched reference materials for calculating U-Pb ages. When cross-calibrated against each other, LA-ICP-MS U-Pb ages of the ca. 1535 Ma SPG, ca. 245 Ma Yankee and ca. 155 Ma Jian-1 cassiterites are all consistent with their ID-TIMS values.     

Columbite SN3: A New Potential Reference Material for U-Pb Dating by LA-ICP-MS

Columbite-tantalite LA-ICP-MS U-Pb dating is a fast and useful method to determine the age of rare-metal deposits and fingerprint the provenance of columbite-tantalite ore concentrates. Accurate LA-ICP-MS U-Pb dating requires matrix-matched reference materials. We analysed three columbite-tantalite samples (SN3, HND and RL2) from China using ID-TIMS and LA-ICP-MS to assess their potential as reference materials for in situ U-Pb dating. Coltan 139 and these three columbite-tantalite samples with variable compositions yielded internally consistent LA-ICP-MS U-Pb ages when using each other for calibration and the weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages are comparable to respective ID-TIMS ages. Composition-dependent U-Pb fractionation seems to be insignificant under the LA-ICP-MS conditions used. Sample SN3 has a low percentage of heterogeneity for ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages (4%) with low common Pb contributions (f₂₀₆ < 1%) and shows a good potential in calibrating unknown samples as primary reference material for LA-ICP-MS analysis. Samples RL2 and HND have altered sections characterised by high LREE contents, flat LREE patterns and old ²⁰⁶Pb/²³⁸U apparent ages, and are not suited as reference materials. The low ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb intercepts for samples RL2 and HND lack geological meaning but provide strong evidence that the disturbed U-Pb systematics with anomalous apparent ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages is a secondary feature.     

粤北长江铀矿田花岗岩独居石U-Pb同位素定年及其地质意义

长江铀矿田位于诸广山复式岩体中南部,是典型的花岗岩型铀矿田.前人采用锆石U-Pb定年方法对赋矿花岗岩进行了年代学研究,但由于全岩和锆石铀含量较高,锆石往往发生了蜕晶化,可能导致锆石U-Pb定年数据散乱,影响锆石U-Pb年龄的可靠性.独居石是花岗岩中广泛存在的含铀副矿物,铀和钍含量均较高,可达10000×10-6,普通铅...     

广西栗木锡多金属矿床锆石和锡石U-Pb年龄及其地质意义

年代学研究是花岗岩型稀有金属矿床研究的重要内容,多种定年方法的联合有助于对岩浆演化及稀有金属元素富集成矿过程的精细刻画。论文选择栗木矿区具代表性的金竹源、老虎头和水溪庙花岗岩型钨锡铌钽矿床和（长石）石英脉型钨锡矿床,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb和LA-MC-ICP-MS锡石U-Pb年代学研究。结果显示,老虎头细粒铁锂云母钠长石花岗岩锆石U-Pb年龄为（216.3±1.7）Ma,长石石英脉型钨锡矿床锡石UPb年龄为（210.1±4.9）Ma;两件金竹源花岗岩型钨锡铌钽矿床锡石U-Pb年龄分别为（219.6±1.5）Ma和（219.9±2.2）Ma,石英脉型钨锡矿床锡石U-Pb年龄为（217.3±3.2）Ma;水溪庙长石石英脉型钨锡矿床锡石U-Pb年龄为（210.7±2.5）Ma。本次研究可以看出,金竹源花岗岩的成岩年龄与花岗岩型钨锡铌钽矿床及石英脉型钨锡矿床的成矿年龄间隔较小,表明含矿花岗岩可能在较短时间内经历了岩浆冷凝结晶、富集成矿和热液锡矿化过程,是短暂矿化事件的产物,而非以往认为的岩浆-热液长时间演化的结果。同时,基于不同测年方法的对比结果显示,在含锡花岗岩中,锡石年龄既能代...     

锡石U-Pb同位素体系的封闭性及其测年的可靠性分析

锡石是各种不同类型锡矿床中最重要的矿石矿物,其U-Pb/Pb-Pb同位素年代学研究对于精确厘定锡矿床的成矿时代以及进一步揭示其矿床成因等具有重要意义.本文通过计算锡石中Pb的扩散参数,从扩散动力学角度对U-Pb同位素体系的封闭性进行了研究,探讨了不同温度条件下锡石对其所含U-Pb同位素信息的保存能力.研究结果表明,锡石...     

Cassiterite LA-MC-ICP-MS U/Pb and muscovite 40Ar/39Ar dating of tin deposits in the Tengchong-Lianghe tin district,NW Yunnan,China

The Tengchong-Lianghe tin district in northwestern Yunnan, China, is an important tin mineralization area in the Sanjiang Tethyan Metallogenic Domain. There are three N–S trending granite belts in the Tengchong-Lianghe area, with emplacement ages ranging from Early Cretaceous to Late Cretaceous and Early Cenozoic. Tin mineralization is spatially associated with these granitic rocks. However, the petrogenetic link between the tin deposits and the host granites is not clear because of the lack of age data for the tin mineralization. We investigate the possibility of direct dating of cassiterite from three typical tin deposits in the Tengchong-Lianghe tin district, using laser ablation multicollector inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICP-MS). In situ LA-MC-ICP-MS dating of seven cassiterite samples from the Lailishan (LLS-1 and LLS-2), Xiaolonghe (XLH, WDS, DSP, and HJS), and Tieyaoshan (TYS) tin deposits yielded well-defined ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb–²³⁸U/²⁰⁷Pb isochron ages. To assess the accuracy of the in situ U/Pb dating of cassiterite, ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of coexisting muscovite (in samples LLS-1, DSP, and TYS) was also performed. The cassiterite in situ U/Pb ages (47.4?±?2.0, 71.9?±?2.3, and 119.3?±?1.7 Ma, respectively) are in excellent agreement with the coexisting muscovite ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages (48.4?±?0.3, 71.9?±?1.4, and 122.4?±?0.7 Ma, respectively). The U/Pb ages of cassiterite combined with the ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages of muscovite indicate that there are three tin mineralization events in this district: the Lailishan tin deposit at 47.4?±?2.0 to 52?±?2.7 Ma, the Xiaolonghe tin deposit at 71.6?±?2.4 to 3.9?±?2.0 Ma, and the Tieyaoshan tin deposit at 119.3?±?1.7 to 122.5?±?0.7 Ma. These ages are highly consistent with the zircon U/Pb ages of the host granites. It is su.ggested that the Cretaceous tin mineralization might have taken place in a subduction environment, while the Early Tertiary tin metallogenesis was in a postcollisional geodynamic setting.