LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年技术
方解石在成岩过程、生物作用、热液过程等多种地质环境中广泛形成,激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)方解石U-Pb定年技术在解决关键地质问题中具有广阔的应用前景.方解石中U含量相对低(<5.0×10-6),普通Pb占比高(238 U/206 Pb<1),这对仪器灵敏度提出了高要求.相比于Q-ICP-MS和SF-ICP-MS,MC-ICP-MS具有同位素同时测定优势,分析精度更高.前人优化了仪器参数,对提高灵敏度进行了一些尝试,为了最大化的提高灵敏度,本研究基于Neptune Plus型号MC-ICP-MS,系统优化锥组合和辅助氮气,使得U和Pb元素灵敏度最优.研究表明采用Jet+X锥结合氮气增敏(N2=4.0mL·min-1)条件下仪器灵敏度最高,相比于常规条件(S+H锥未结合氮气增敏),U和Pb的信号强度分别提高4倍和3倍.同时我们发现氮气增敏情况与锥组合有很大的关系,当采用X型号截取锥时,氮气的引入可以使得U的信号强度提高,而采用H型号截取锥时,氮气的引入并没有改变信号强度.基于优化后的仪器参数,本文建立了高空间分辨率(～85μm)LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年方法.采用三个方解石U-Pb定年标准物质对方法进行了验证,所得结果与ID-TIMS定值结果在误差范围内一致,证明我们的方法对低U(～0.03×10-6)样品的分析是有效的.初步测定了两个实验室内部标准物质:TLM和LSJ07.一次测量TLM的结果为219.8±2.3Ma(2s,n=30),两次测量LSJ07的结果为26.4±0.2Ma(2s,n=30)和26.7±0.2Ma(2s,n=30).这两个标准物质的普通铅占比相对较低,是潜在的方解石U-Pb定年标准物质.我们发现激光束斑大小的改变明显影响到结果的准确度,这可能与不同束斑下的分馏效应差异性有关,特别是当束斑小于60μm时.因此我们建议在进行方解石U-Pb定年时,标样和未知样品要严格匹配激光参数,最后初步讨论了方解石U-Pb体系的封闭情况.
方解石U-Pb定年、LA-MC-ICP-MS、低U副矿物、高灵敏度、Jet采样锥
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P578.61;P597.3(矿物学)
国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院青年创新促进会项目;中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目
2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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