质谱计蒸发-沉积测定单颗粒锆石年龄原理及讨论

本文讨论了锆石由于铅丢失造成的自晶体表层到晶体内部放射成因(~(207)Pb/~(206)Pb)_R的变化趋势;用热离子质谱计直接进行单颗粒锆石蒸发-沉积测年时,锆石在热离子质谱计灯丝上加热蒸发和在冷灯丝上沉积时物质的分布状况;锆石中的U-Pb体系是否为封闭体系的差别标志;与单颗粒锆石测年有关问题的讨论。     

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。     

质谱计逐级蒸发-沉积测定单颗粒锆石年龄原理及可靠性的证明——兼论锆石同位素地质年代学的适用性

讨论了锆石由于铅丢失造成自晶体表层到晶体内部放射成因207Pb/206Pb的变化趋势，热离子质谱计直进行单颗锆石石蒸发-沉积测年时，锆石在灯丝上加热蒸发和在冷灯丝上沉积时物质的分布状况，锆石中的U-Pb体系是否为封闭体系的判别标志，并对锆石年代学的适用性进行了讨论。     

山东招掖金矿带花岗岩类单颗粒锆石U—Pb年代学研究及其意义

在占我国最著名的金矿域－胶北金矿域的金矿储量８６．３％的招掖金矿带内,广泛分布的燕山期花岗岩类与金矿化作用密切相关。然而,这些花岗岩类的形成时代却是长期困扰地学界的棘手问题,并一直阻碍着有关金矿化问题的探讨。精确的单颗粒锆石Ｕ－Ｐｂ年代学研究表明,招掖金矿带内花岗岩类：玲珑型花岗岩和廓家岭花岗闪长岩均形成于１４５Ｍａ（分别为１４５．９±０．５Ｍａ和１４４．１±０．８Ｍａ）左右的燕山早期（晚侏罗世）     

马达加斯加东南部麻粒岩地区U—Pb,单颗粒锆石Pb蒸发以及Sm…

马达加斯加是位于莫桑比克带东界的一个研究程度较低的前寒武纪地区，遭受了泛非运动的强烈影响。这个巨大的岛屿是冈瓦纳大陆的关键部分，因而主变质事件的精确测年对于复原这一超大陆是至关重要的。在该岛的东南部，变质作用达到高温低压条件（８５０℃，５ｋｂａｒ），并受到了中级退变质作用。变质长英质岩石的常规多颗粒Ｕ－Ｐｂ、单颗粒锆石Ｐｂ逐层蒸发法和Ｓｍ－Ｎｄ同位素年代学研究表明，至少具下元古界年龄的基底是在约５     

单颗粒锆石U—Pb法判定的凤凰山花岗岩的年龄

山西早前寒武系分布区的吕梁期凤凰山花岗岩，给出的透明、自形的单颗粒锆石Ｕ－Ｐｂ年龄为１７５８±１４Ｍａ（２σ），地质解释认为是该岩体的成岩年龄，为研究华北陆台的吕梁运动时限提供了一个翔实的年龄证据。     

呼和浩特北部二道洼群的单颗粒锆石年龄

从呼和浩特北哈拉沁沟内二道洼群上部的黑云角门变粒岩（片岩）中取样，采用单颗粒锆石Ｕ—Ｐｂ稀释法，获得了２３７２±１４Ｍａ（２σ）．２１８５±４７Ｍａ（２σ）和２０９６±３８Ｍａ（２σ）三组年龄数据，表明二道洼群属早元古代产物，结合地质情况和其它间接年龄数据，推断二道洼群的下限年龄应略大于２３７０Ｍａ，早元古时期遭受了两次变形变质作用，褶皱回返不晚于１８７５Ｍａ。     

内蒙古八道卡石英闪长岩单颗粒锆石U-Pb年龄及其地质意义

位于黑龙江上游南岸内蒙古八道卡石英闪长岩体,地处蒙古-鄂霍茨克构造带南侧的额尔古纳地块北缘。地球化学分析结果表明,八道卡石英闪长岩为形成于火山弧环境的花岗岩类。八道卡石英闪长岩单颗粒锆石UPb年龄为(254±4)Ma,表明它是晚古生代末期岩浆活动产物。结合区域构造环境认为八道卡石英闪长岩形成于滨南蒙古-鄂霍茨克陆弧环境。     

加速器质谱计在第四纪年代学研究中的应用

介绍了加速器质谱计测试长寿命宇宙成因核素＾１０Ｂｅ，＾３６Ｃｌ，＾３２Ｓｉ，＾１４Ｃ，＾４１Ｃａ，＾１２９Ｉ的基本原理，根据国内外资料以及自己的研究成果，着重讨论了ＡＭＳ在第四纪地质年代学，古环境示踪，气候变化等研究领域的应用和前景。     

卡瓦布拉克岩群花岗闪长岩单颗粒锆石U-Pb年龄

在卡瓦布拉克泉以北原卡瓦布拉克群花岗闪长岩中,选出无色及淡黄透明锆石,用单颗粒锆石U-Pb同位素稀释法测定,获得了较精确、可靠的锆石U-Pb同位素年龄(1141±60)Ma。认为它代表了花岗闪长岩主体的成岩年龄,(1832±48)Ma可能代表了花岗闪长岩原岩的年龄信息,下交点(351±22)Ma为一期海西的构造-热事件年龄。     

热离子质谱测定的颗粒级锆石U-Pb不一致年龄数据处理的多边形准则--以大别山和东昆仑山深变质岩为例

时代古老的前寒武纪中深变质岩中的锆石往往经历了不止一期构造热事件的改造。在理想情况下，不同期次的事件应有对应的不一致线，这一系列的不一致线可以构成一个封闭的多边形，相邻的高位不一致线的下交点与低位不一致线的上交点重合。然而，多期构造热事件的叠加使多数相邻不一致线的上、下交点并不重合。如果这两个上、下交点的年龄与其平均年龄的偏差在5％以内，则可视为有效年龄、否则，与数据点线性排列最近于平行的不一致线可能是有效的，该不一致线的上、下交点年龄可能具有地质意义。若两条不一致线之下的数据点均不具线性排列，则各自的上、下交点年龄多半无地质意义。应用此准则处理大别山杂岩麻粒岩和东昆仑山片麻状混合花岗岩的锆石U－Pb不一致年龄收到了较好的效果。     

应用加速器质谱计测定^41Ca地质年龄的研究进展

综述了４１Ｃａ的起源、加速器质谱计测量的特点以及４１Ｃａ在地质年龄测定中的应用。４１Ｃａ半衰期为１０５ａ,它可用来测定５×１０４～１０６ａ地质样品的年龄。天然样品中ｗ（４１Ｃａ）／ｗ（４０Ｃａ）比值很小,只能用ＡＭＳ测定。目前,检测ｗ（４１Ｃａ）／ｗ（４０Ｃａ）比值的灵敏度可达１０－１５。在全球气候变化、古人类学研究及医学示踪研究中应用４１Ｃａ具有非常重要的意义。     

静态测量方式的单颗粒锆石蒸发铅同位素定年方法

报道的单颗粒锆石蒸发定年方法是利用新型固体质谱计的多离子接收器配置实现的。改进的锆石蒸发^207Pb／^206Pb定年流程通过静态测量方式，在锆石蒸发过程中直接测定铅同位素比值，获得^207Pb／^206Pb年龄。应用该方法测定了元古代永宁组沉积岩的碎屑锆石，获得6颗锆石的^207Pb／^206Pb年龄值为1965—2590Ma。与传统的蒸发法流程相比，静态测量方法省时简捷，同时可以直观地观测到锆石内部的铅同位素组成变化。这些变化反映锆石结晶历史、后期事件叠加以及锆石成因等地质信息。     

阜平片麻岩和湾子片麻岩的单颗粒锆石U—pb年龄：——阜平？…

阜平（超）群是华北克拉通中段变质基底的代表性“地层”。阜平柳树黑云斜长片麻岩常规微量锆石Ｕ－ｐｂ法（２８００－１５０＾＋２３０）Ｍａ的年龄,既是阜平（超）群底部可能为中太古代、也是华北克拉通变质基底为一统太古宙的主要年龄依据。然而,阜平（超）群传统的地层、年龄和性质一直不断地受到后续研究者质疑,现已为许多文献证实不是有序的群级地层而是中－下地壳性质的杂岩。阜平杂岩种类繁多,除了一些学者提出的构造成     

激光探针等离子体质谱同时测定锆石微区铀—铅年龄及微量元素

建立了一种利用激光探针等离子体质谱技术同时原位测定锆石Ｐｂ－Ｐｂ及Ｐｂ－Ｕ年龄和２５个微量元素的快速分析方法。Ｐ的检出限为１４μｇ／ｇ,Ｓｃ的检出限为３μｇ／ｇ,Ｒｂ、Ｎｂ、Ｂａ稀土元素Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ及Ｙｂ的检出限为０．１￣０．３μｇ／ｇ,Ｐｂ的检出限０．５μｇ／ｇ,其它稀土元素及Ｓｒ、ｙ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｔｈ和Ｕ的检出限为１０￣９０ｎｇ／ｇ。方法对绝大多数微量元素的相对标准偏差为５￣１５％;     

单颗粒锆石U-Pb法判定的凤凰山花岗岩的年龄

山西早前寒武系分布区的吕梁期凤凰山花岗岩，给出的透明、自形的单颗粒锆石Ｕ．Ｐｂ年龄为１７５８±１４Ｍａ（２ａ），地质解释认为是该岩体的成岩年龄，为研究华北陆台的吕梁运动时限提供了一个翔实的年龄证据。     

张家口水泉沟碱性杂岩体单颗粒锆石^207Pb／^206Pb年龄分析

用单颗粒锆石铅蒸发－沉积法分析张家口地区赋金水泉沟碱性杂岩体形成时代,保持封闭体系３颗锆石的＾２０７Ｐｂ／＾２０６Ｐｂ值表面年龄在１６０７－１６６７Ｍａ之间,与锆石Ｕ－Ｐｂ法上交点年龄（１７１８±６５）Ｍａ基本一致,水泉沟碱性杂岩体是１６－１７亿前形成的。     

激光探针质谱及单颗粒矿物^40Ar／^39Ar法年龄的测定

将掺钕的钇铝榴石（Ｎｄ：ＹＡＧ）激光器与高精密ＭＭ１２００质谱计、电子倍增器联网，应用连续激光质谱对单颗粒矿物、光片样品进行微区４０Ａｒ／３９Ａｒ测年、坪年龄和等时线年龄研究。在光片上测定南极乔治王岛北海岸玄武岩等时线年龄（５２．３８±１．０５）Ｍａ和贵州绿豆岩年龄（２３９．１６±１４．１３）Ｍａ，两者与实际地质背景吻合。对两个中生代和太古代单颗粒黑云母进行连续激光质谱阶段升温４０Ａｒ／３９Ａｒ坪年龄谱测定，获得与常规法相一致的坪年龄谱