LA-ICP-MS磷灰石-榍石U-Pb定年測(cè)試

張 妍,包志安,陳開運(yùn),呂 楠,張 紅,袁洪林

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710069)

同位素U-Pb年代學(xué)是地質(zhì)相關(guān)領(lǐng)域研究中最常使用的工具之一,提供了地質(zhì)事件的時(shí)間尺度,探討了地質(zhì)的演化歷史[1]。近年來,激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀技術(shù)發(fā)展迅速,空間分辨率高,分析速率快(2 min/剝蝕點(diǎn))、普及率高,廣泛應(yīng)用于地球科學(xué)領(lǐng)域。原位微區(qū)分析技術(shù)的不斷完善、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研發(fā)(獨(dú)居石[2-3]、榍石[4-5]、磷灰石[6]、黑鎢礦[7]、錫石[8]、符山石[9]、鈣鐵榴石[10]、石榴子石[11]、金紅石[12]、鈮鉭礦[13]、鈦鐵礦[14])和多種處理數(shù)據(jù)軟件(Glitter、ICPMSDataCal[15]、Iolite,[16]、BUSTER[17]、Isoclock[18])的建立,推動(dòng)了副礦物U-Pb定年技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[19],其中最為常見的含鈾副礦物是鋯石(封閉溫度>800 ℃)和獨(dú)居石(封閉溫度約為750 ℃)。此外,一些體系封閉溫度相對(duì)較低的副礦物也得到了廣泛應(yīng)用,如榍石[20]、磷灰石[21]、黑鎢礦[22]、石榴子石[23]、符山石[9]、錫石[23]等。

磷灰石[Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)]是一種常見的副礦物,廣泛分布于三大巖中(火成巖、變質(zhì)巖和碎屑沉積巖)。硅酸鹽熔體中P2O5溶解度低,且造巖礦物晶格中摻入磷量有限,使得磷灰石在火成巖中幾乎無處不在[24]。磷灰石也常見于原巖為泥質(zhì)、碳酸鹽、玄武巖和超鎂鐵質(zhì)成分的變質(zhì)巖中,從傳統(tǒng)的成巖環(huán)境到混合巖的所有變質(zhì)程度中都有發(fā)現(xiàn)[25],也普遍存在于碎屑沉積巖中[26]。磷灰石記錄了豐富的年代學(xué)信息,可應(yīng)用于低溫?zé)崮甏鷮W(xué),如裂變徑跡和(U-Th)/He熱年代學(xué)分別記錄了60～120 ℃[27]和55～80 ℃[28]的熱史信息;U-Pb封閉溫度(450～550 ℃)比鋯石低[29-30],也可被用于中溫?zé)崮甏鷮W(xué)研究,構(gòu)建了完整的中低溫?zé)崮甏鷮W(xué)系統(tǒng),對(duì)深層到淺層地質(zhì)作用相關(guān)的構(gòu)造演化、熱年代學(xué)可以進(jìn)行全面制約[31]。因此,磷灰石可以為低中溫地質(zhì)年代學(xué)、熱液結(jié)晶和/或巖漿冷卻和變質(zhì)作用體系提供重要的論證[32],對(duì)于磷灰石年代學(xué)研究至關(guān)重要。磷灰石具有低鈾(U)、高普通鉛含量的特征,因缺乏良好的基體匹配的磷灰石標(biāo)樣來監(jiān)測(cè)元素分餾,限制了該方法的準(zhǔn)確性及其廣泛的應(yīng)用[6]。近年來,已有研究在磷灰石U-Pb標(biāo)樣研發(fā)上取得了進(jìn)展,高質(zhì)量標(biāo)樣的研發(fā)是校正元素分餾效應(yīng)、減小基體效應(yīng)的最為直接和可靠的手段。磷灰石U-Pb測(cè)年所用的標(biāo)準(zhǔn)樣品有Madagascar[6]、Otter Lake[33]、Durango[34]、Sume[32]、MRC-1[35]等。值得一提的是,Duan[36]等發(fā)現(xiàn)了一個(gè)天然的低普通鉛成份標(biāo)準(zhǔn)磷灰石樣品,可用于激光原位U-Pb定年,ID-TIMS U-Pb年齡為(800.5±0.9)Ma(2 s, MSWD=1.5,n=11)。

榍石(CaTiSiO4O)是一種常見的單島硅酸鹽礦物,廣泛存在于火成巖(酸性巖、中性巖、堿性巖等)、各類變質(zhì)巖、沉積巖及與礦床有關(guān)的熱液成因巖石,具有較高的U含量(10～1 000 μg/g)和較高的U-Pb體系封閉溫度(660～750 ℃)[37-41],尤其為堿性火成巖[42]和熱液礦床[20, 43]提供了重要的U-Pb地質(zhì)年代學(xué)數(shù)據(jù)。在堿性巖和角閃石巖中,鋯石并不發(fā)育,但是榍石發(fā)育,可通過榍石U-Pb定年來厘定成巖成礦等地質(zhì)作用[44]。與其他副礦物不同的是,榍石活動(dòng)性強(qiáng),可與熔體-流體發(fā)生反應(yīng),為探討多期地質(zhì)熱事件和變質(zhì)事件提供了精準(zhǔn)的時(shí)間參數(shù)以及反演變質(zhì)作用的P-T-t軌跡[45]。榍石在火成巖和變質(zhì)巖中具有顯著的優(yōu)點(diǎn),火成巖中繼承成因的古老榍石可揭示初始巖漿冷卻時(shí)代;變質(zhì)巖中榍石記錄了多期生長事件,可指示多期U-Pb年齡信息[46]。總之,榍石U-Pb定年測(cè)定在成礦年代學(xué)、巖漿源區(qū)及演化歷史等地質(zhì)過程中具有重要作用。

相對(duì)于鋯石而言,榍石和磷灰石的普通鉛較高,年齡會(huì)受到普通鉛影響,需要經(jīng)常對(duì)樣品進(jìn)行普通鉛校正。目前普通鉛校正方法有204Pb、207Pb和208Pb校正[19, 44]。204Pb校正需要準(zhǔn)確測(cè)定樣品中的204Pb信號(hào),由于榍石和磷灰石的204Pb含量較低,204Hg對(duì)204Pb有同質(zhì)異位素干擾,激光分析測(cè)試無法滿足。208Pb校正要求U-Pb、Th-Pb體系諧和,適用于低Th含量(Th/U<0.5)的礦物。207Pb校正適用于U-Pb體系封閉的樣品(年齡<1 200 Ma),對(duì)儀器檢出限有相對(duì)寬泛的要求。因此,本文采用207Pb法對(duì)榍石和磷灰石樣品進(jìn)行普通鉛校正。Tera-Wasserburg圖解是207Pb校正方法的幾何表達(dá)。

依托西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái),本研究利用納秒激光聯(lián)用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀建立了磷灰石、榍石微區(qū)U-Pb定年分析測(cè)試方法,分別以磷灰石MAP-3和榍石BLR-1為外標(biāo)對(duì)經(jīng)常使用的其他幾個(gè)磷灰石、榍石標(biāo)樣進(jìn)行測(cè)定,最后對(duì)獲得的數(shù)據(jù)精度和準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)估,獲得了理想的測(cè)定結(jié)果,為巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖及礦床地質(zhì)年代學(xué)提供有力證據(jù)。

1 儀器設(shè)備

磷灰石和榍石U-Pb定年在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。質(zhì)譜儀器型號(hào)為Agilent 7900(Agilent公司,美國),激光系統(tǒng)為瑞索公司的193 nm ArF準(zhǔn)分子激光(RESOLution S-155-LR,澳大利亞)。具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表1所示。在進(jìn)行激光聯(lián)機(jī)測(cè)試前,先用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧液對(duì)質(zhì)譜儀檢測(cè)器進(jìn)行Pulse/Analogy(P/A)因子校正。激光剝蝕系統(tǒng)與質(zhì)譜儀聯(lián)機(jī)后,先優(yōu)化、調(diào)諧儀器參數(shù)。以NIST 610為測(cè)試對(duì)象,進(jìn)行激光線掃描,剝蝕束斑為30 μm,頻率為10 Hz,掃描速度為1 μm/s,激光輸出能量為120 mJ,通過微調(diào)Ar氣流流速、提取透鏡電壓、偏轉(zhuǎn)透鏡電壓等儀器參數(shù),監(jiān)控238U信號(hào)強(qiáng)度、氧化物產(chǎn)率、Th/U比值,在保證238U信號(hào)強(qiáng)度足夠高的前提下,232Th16O/232Th比值盡量低(<1%),232Th/238U接近100%,保證樣品完全蒸發(fā),無明顯的同位素分餾,并降低分析過程中動(dòng)態(tài)分餾作用的影響。采用氦氣作為樣品載氣傳輸激光剝蝕產(chǎn)生的氣溶膠顆粒,氬氣作為輔助氣在剝蝕池后與氦氣混合后進(jìn)入質(zhì)譜儀中。氣溶膠顆粒在進(jìn)入質(zhì)譜儀之前采用了勻化裝置以獲取平滑的激光剝蝕信號(hào)[47]。

表1 納秒激光和電感耦合等離子體質(zhì)譜基本參數(shù)Tab.1 Instrumental settings of nsLA-ICPMS

人工合成的玻璃標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST 610被用來監(jiān)控質(zhì)譜分析時(shí)信號(hào)隨著時(shí)間漂移的程度。磷灰石MAP-3作為外標(biāo)可校正磷灰石樣品的Pb/U同位素比值并分析其U-Pb年齡,磷灰石Sume、Durango、Otter Lake、AP1、MRC-1被用作監(jiān)控標(biāo)樣。榍石BLR-1作為外標(biāo)校正榍石樣品的Pb/U同位素比值。榍石Ontario、T4、T3、Pakistan被用作監(jiān)控標(biāo)樣。ICP-MS數(shù)據(jù)選用一個(gè)質(zhì)量峰采集一點(diǎn)的跳峰方式,單點(diǎn)停留時(shí)間設(shè)定為30 ms(204Pb)、30 ms(206Pb)、30 ms(207Pb)、15 ms(208Pb)、30 ms(238U)。激光剝蝕方式是單點(diǎn)剝蝕,單點(diǎn)測(cè)試時(shí)長是115 s,包括20 s背景信號(hào)收集、45 s樣品信號(hào)采集和50 s He-Ar混合氣吹掃進(jìn)樣系統(tǒng)。剝蝕參數(shù)是67 μm(磷灰石)、43 μm(榍石)的剝蝕束斑,120 mJ的激光剝蝕能量,6 Hz的單點(diǎn)剝蝕頻率。

2 數(shù)據(jù)處理

榍石U-Pb數(shù)據(jù)處理年齡計(jì)算運(yùn)用ICPMSData Cal軟件完成,磷灰石U-Pb數(shù)據(jù)處理年齡計(jì)算運(yùn)用Iolite軟件完成,Tera-Wasserburg圖解、加權(quán)平均年齡圖解繪制運(yùn)用IsoplotR[48]完成。 采用207Pb法對(duì)磷灰石和榍石進(jìn)行普通鉛校正。 對(duì)樣品做Tera-Wasserburg圖解, 根據(jù)實(shí)測(cè)207Pb/235U、206Pb/238U比值、誤差擬合出207Pb演化線, 與縱軸上交點(diǎn)為(207Pb/206Pb)i, 與諧和線下交點(diǎn)為206Pb/238U年齡。在Isoplot中對(duì)樣品信息做207Pb校正,獲得校正后的206Pb/238U年齡,計(jì)算出加權(quán)平均年齡。經(jīng)過準(zhǔn)確的測(cè)試與合理的普通鉛校正,在誤差范圍內(nèi)獲得的下交點(diǎn)年齡與加權(quán)平均年齡一致,即可代表樣品的形成年齡。

3 結(jié)果和討論

3.1 磷灰石U-Pb同位素定年

本文對(duì)5個(gè)磷灰石標(biāo)樣Sume、Durango、Otter Lake、AP1、MRC-1進(jìn)行了系統(tǒng)的U-Pb年齡測(cè)定。測(cè)年數(shù)據(jù)與推薦值之間的偏差如表2所示。Tera-Wasserburg U-Pb不一致年齡圖和206Pb/238U年齡加權(quán)平均圖如圖1所示。

表2 磷灰石、榍石標(biāo)樣年齡匯總和與參考值之間的誤差Tab.2 Summary of apatite-titanite standard sample ages and error with recommended values

磷灰石Sume重約300 g,產(chǎn)自巴西東北部的博爾博雷瑪(Borborema)省,該省是南美洲岡瓦納大陸西部拼合過程中形成的眾多造山系統(tǒng)之一。Lana[32]等利用ID-TIMS 測(cè)得206Pb/238U年齡為(568.0±3.1)Ma(2σ,n=3)。本文以磷灰石MAP-3為外標(biāo),對(duì)磷灰石Sume進(jìn)行23次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解,因樣品Pb同位素組成變化小,無法進(jìn)行擬合,故以地球鉛兩階段演化模型計(jì)算得到的初始鉛同位素組成[49]作為上交點(diǎn),磷灰石Sume下交點(diǎn)年齡為(566.2±3.3)Ma(2σ,n=23)〔圖1(a)〕,與前人獲得的年齡在誤差范圍內(nèi)一致。23個(gè)單點(diǎn)的磷灰石Sume206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(566.7±5.3)Ma〔圖1(b)〕,與Lana[32]等獲得的ID-TIMS U-Pb年齡相比誤差為-0.2%。

寶石級(jí)磷灰石Durango顆粒較大,呈黃綠色,產(chǎn)于墨西哥杜蘭戈(Durango)市梅爾卡多山(Cerro de Mercado)附近的假象赤鐵礦床,出現(xiàn)于裂隙填充物,少量在小礦脈,Ar-Ar(斜長石)年齡為(31.4±0.2)Ma[34]。Paul等[50]利用ID-TIMS獲得的206Pb/238U年齡為(32.7±0.1)Ma(2σ,n=14)。本文以磷灰石MAP-3為外標(biāo),對(duì)磷灰石Durango進(jìn)行22次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解,因樣品Pb同位素組成變化小,無法進(jìn)行擬合。因此,以地球鉛兩階段演化模型計(jì)算得到的初始鉛同位素組成[49]作為上交點(diǎn),磷灰石Durango下交點(diǎn)年齡為(32.6±0.6)Ma(2σ,n=22)〔圖1(c)〕,在誤差范圍內(nèi)與前人獲得的年齡一致。22個(gè)單點(diǎn)的磷灰石Durango206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(31.2±0.6)Ma〔圖1(d)〕,與Paul[50]等獲得的ID-TIMS U-Pb年齡相比誤差為-4.6%。

磷灰石Otter Lake產(chǎn)于加拿大魁北克(Québec)省Otter Lake地區(qū),出露巖石是大理巖、片麻巖、角閃巖和矽卡巖。Yates礦方解石中的磷灰石單晶進(jìn)行整體溶解以及化學(xué)分離純化Pb,利用ID-MC-ICP-MS獲得207Pb/204Pb-206Pb/204Pb等時(shí)線年齡為(913±7)Ma[33]。以磷灰石MAP-3為外標(biāo),對(duì)磷灰石Otter Lake進(jìn)行19次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解,因樣品鉛同位素組成變化比較大,數(shù)據(jù)點(diǎn)分散,因此未固定上交點(diǎn),磷灰石Otter Lake的下交點(diǎn)年齡為(899.5±16.6)Ma(2σ,n=19)〔圖1(e)〕,與前人獲得的年齡在誤差范圍內(nèi)一致。19個(gè)單點(diǎn)的磷灰石Otter Lake206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(901.3±9.6)Ma〔圖1(f)〕,與Barfod[33]等利用ID-MC-ICP-MS獲得的Pb-Pb等時(shí)線年齡相比誤差為-1.3%。

寶石級(jí)磷灰石AP1產(chǎn)自阿富汗地區(qū),是中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所實(shí)驗(yàn)室Sr、Nd同位素分析的內(nèi)標(biāo)[51]。周琴[52]利用ID-TIMS測(cè)得普通鉛校正后的206Pb/238U為475 Ma。本文以磷灰石MAP-3作為外標(biāo),對(duì)磷灰石AP1進(jìn)行24次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解,因樣品Pb同位素組成變化小,無法進(jìn)行擬合。因此,以地球鉛兩階段演化模型計(jì)算得到的初始鉛同位素組成[49]作為上交點(diǎn),磷灰石AP1下交點(diǎn)年齡為(472.1±2.9)Ma(2σ,n=24)〔圖1(g)〕,與前人報(bào)道結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致。24個(gè)單點(diǎn)的磷灰石AP1206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(472.0±3.9)Ma〔圖1(h)〕,與周琴[52]獲得的ID-TIMS U-Pb年齡相比誤差為-0.6%。

Apen[35]等發(fā)現(xiàn)了一個(gè)產(chǎn)自摩洛哥的寶石級(jí)磷灰石晶體MRC-1,可以被用來作為磷灰石U-Pb定年的標(biāo)準(zhǔn)樣品,利用ID-TIMS測(cè)得U-Pb諧和年齡為(153.3±0.2)Ma(2σ,n=7),利用LA-ICP-MS測(cè)得的等時(shí)線年齡為(152.7±0.6)Ma(2σ,n=93)。本文以磷灰石MAP-3作為外標(biāo),對(duì)磷灰石MRC-1進(jìn)行23次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解。

由于樣品鉛同位素組成變化比較大,數(shù)據(jù)點(diǎn)分散,因此未固定上交點(diǎn),獲得磷灰石MRC-1下交點(diǎn)年齡為(156.5±4.5)Ma(2σ,n=23)〔圖1(i)〕,在誤差范圍內(nèi)與前人報(bào)道的結(jié)果一致。23個(gè)單點(diǎn)的磷灰石MRC-1206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(155.4±1.8)Ma〔圖1(j)〕,與Apen[35]等獲得的ID-TIMS U-Pb年齡相比誤差為1.4%。

3.2 榍石U-Pb同位素定年

本文對(duì)4個(gè)榍石標(biāo)樣Ontario、T4、T3、Pakistan進(jìn)行了系統(tǒng)測(cè)定。測(cè)年數(shù)據(jù)與推薦值之間的偏差如表2所示。Tera-Wasserburg U-Pb不一致年齡圖和206Pb/238U年齡加權(quán)平均圖見圖2。

圖2 榍石Tera-Wasserburg U-Pb年齡圖(左側(cè))和207Pb校正的206Pb/238U年齡加權(quán)平均圖(右側(cè))Fig.2 Titanite Tera-Wasserburg U-Pb plots (left) and weighted averages of the 207Pb-corrected 206Pb/238U ages (right)

榍石Ontario產(chǎn)于加拿大安大略省Renfrew地區(qū),顏色呈深褐色。Sun[53]等利用LA-ICP-MS測(cè)定普通鉛校正的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(1 056±5)Ma(2σ,n=28)。Spencer[40]等利用ID-TIMS測(cè)定其206Pb/238U年齡為(1 053.3±3.1)Ma。馬倩[54]利用LA-ICP-MS測(cè)定其207Pb校正的206Pb/238U年齡為(1 047±6)Ma(2σ,n=21)。以榍石BLR-1為標(biāo)樣,對(duì)榍石Ontario進(jìn)行46次激光測(cè)定, 對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解, 因樣品Pb同位素組成變化小, 無法進(jìn)行擬合, 故以地球鉛兩階段演化模型計(jì)算得到的初始鉛同位素組成[49]作為上交點(diǎn), 榍石Ontario下交點(diǎn)年齡為(1 044.8±1.4)Ma(2σ,n=46)〔圖2(a)〕, 與前人報(bào)道結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致。 46個(gè)單點(diǎn)的榍石Ontario206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(1 044.4±4.2)Ma〔圖2(b)〕,與Spencer[40]等獲得的ID-TIMS U-Pb年齡相比誤差為-0.8%。

榍石T4產(chǎn)于挪威南部的克拉格勒(Kragero)地區(qū)Sjaen采石場(chǎng),顏色呈褐色,無成分環(huán)帶。馬倩[54]利用LA-ICP-MS測(cè)得206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(1 131±8)Ma、下交點(diǎn)年齡為(1 132±7)Ma(2σ,n=20)。以榍石BLR-1為外標(biāo),對(duì)榍石T4進(jìn)行28次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解,因樣品Pb同位素組成變化小,無法進(jìn)行擬合,故以地球鉛兩階段演化模型計(jì)算得到的初始鉛同位素組成[49]作為上交點(diǎn),榍石T4的下交點(diǎn)年齡為(1 095.0±2.4)Ma(2σ,n=28)〔圖2(c)〕,與前人報(bào)道的結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致。28個(gè)單點(diǎn)的榍石T4206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(1 096.2±5.6)Ma〔圖2(d)〕,與馬倩[54]獲得的LA-ICP-MS U-Pb年齡相比誤差為-3.2%。

榍石Pakistan產(chǎn)于巴基斯坦,寶石級(jí),大小約5 cm×2.5 cm×2 cm,呈淺綠色。馬倩[54]利用ID-TIMS測(cè)得U-Pb諧和年齡為(20.77±0.05)Ma(2σ,n=10),利用LA-ICP-MS測(cè)得206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(21.4±0.4)Ma(2σ,n=22),指出榍石Pakistan可作為微區(qū)榍石年輕樣品U-Pb測(cè)年的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。以榍石BLR-1為外標(biāo),對(duì)榍石Pakistan進(jìn)行25次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解,因樣品Pb同位素組成變化小,無法進(jìn)行擬合,故以地球鉛兩階段演化模型計(jì)算得到的初始鉛同位素組成[49]作為上交點(diǎn),榍石Pakistan的下交點(diǎn)年齡為(20.15±0.33)Ma(2σ,n=25)〔圖2(e)〕,在誤差范圍內(nèi)與前人報(bào)道結(jié)果一致。25個(gè)單點(diǎn)的榍石Pakistan206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(20.74±0.61)Ma〔圖2(f)〕,與馬倩[54]獲得的ID-TIMS U-Pb年齡相比誤差為-0.1%。

榍石T3產(chǎn)于挪威南部班布勒(Bamble)構(gòu)造變質(zhì)帶阿倫達(dá)爾(Arendal)地區(qū)的Naresto采石場(chǎng),顏色呈黑褐色。馬倩[54]利用ID-TIMS測(cè)得U-Pb諧和年齡為(1 098.0±2.3)Ma(2σ,n=9),利用LA-ICP-MS測(cè)得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(1 112±24)Ma(2σ,n=16),并指出榍石T3可以作為微區(qū)U-Pb年齡分析的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。以榍石BLR-1為外標(biāo),對(duì)榍石T3進(jìn)行29次激光測(cè)定,對(duì)獲得的Pb/U比值數(shù)據(jù)做Tera-Wasserburg圖解,由于樣品Pb同位素組成變化小,無法進(jìn)行擬合,因此以地球鉛兩階段演化模型計(jì)算得到的初始鉛同位素組成[49]作為上交點(diǎn),榍石T3的下交點(diǎn)年齡為(1 105.5±1.2)Ma(2σ,n=29)〔圖2(g)〕,與前人報(bào)道結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致。29個(gè)單點(diǎn)的榍石T3206Pb/238U加權(quán)平均年齡(207Pb校正)為(1 102.9±5.8)Ma〔圖2(h)〕,與馬倩[54]獲得的ID-TIMS U-Pb年齡相比誤差為0.4%。

4 結(jié)語

本文利用實(shí)驗(yàn)室配備的Agilent 7900型四極桿等離子體質(zhì)譜聯(lián)合RESOLution 193 nm ArF準(zhǔn)分子激光在激光束斑為67 μm、 激光頻率為6 Hz的條件下對(duì)5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)磷灰石Sume、 Durango、 Otter Lake、 AP1和MRC-1進(jìn)行U-Pb同位素測(cè)試,經(jīng)過207Pb校正法獲得的加權(quán)平均年齡與年齡推薦值的偏差分別為: -0.2%、 -4.6%、 -1.3%、 -0.6%和1.4%。 在激光束斑為43 μm、激光頻率為6 Hz的條件下對(duì)4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)榍石Ontario、 T4、 Pakistan和T3進(jìn)行U-Pb同位素測(cè)試, 經(jīng)過207Pb校正法獲得的加權(quán)平均年齡與年齡推薦值的偏差分別為: -0.8%、-3.2%、-0.1%和0.4%。以上結(jié)果表明,本研究建立的方法對(duì)榍石和磷灰石U-Pb定年的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,為成巖成礦等地質(zhì)作用提供重要的時(shí)間參數(shù)。

致謝:感謝中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所楊岳衡工程師提供的榍石標(biāo)樣BLR-1、T3、T4、Ontario和Pakistan,以及磷灰石標(biāo)樣Otter Lake、Durango、AP1;中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)羅濤副研究員提供的磷灰石標(biāo)樣Sume、MRC-1,以及在數(shù)據(jù)處理過程中給予的指導(dǎo);中國地質(zhì)大學(xué)(北京)張亮亮副研究員提供的磷灰石標(biāo)樣MAP-3;中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所衛(wèi)欽迪博士、廣州地球化學(xué)研究所高振麗博士在數(shù)據(jù)處理過程中給予的指導(dǎo)。