普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响及校正方法

磷灰石是火成岩、变质岩和沉积岩中广泛分布的含铀矿物,开展磷灰石U-Pb年代学研究对揭示岩浆演化过程、示踪溯源等方面具有重要意义。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)是开展磷灰石U-Pb年龄微区分析的重要手段之一。当前,基体匹配磷灰石U-Pb定年矿物标样缺乏和标样中不可避免的普通铅是制约LA-ICP-MS高精度磷灰石U-Pb年龄分析的主要瓶颈。本文对比研究了标样中普通铅对LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年结果的影响,采用含普通铅的磷灰石MAD作外标直接开展U-Pb年龄校正,获得的被测样品年龄会产生显著的系统偏差(最大约6%);采用207Pb法或Tera-Wasserburg图解法先校正标样中普通铅,再利用校正后的数据进行元素分馏和仪器漂移校正则可获得准确的磷灰石U-Pb年龄,与推荐值偏差在2%以内。另一方面,为消除标样中普通铅对分析结果的影响,本文还采用水蒸气辅助激光剥蚀方法,实现以NIST612玻璃作为外标准确分析磷灰石U-Pb年龄,解决了磷灰石U-Pb定年微区分析高质量标样缺乏的难题。本研究通过对标样中普通铅进行预校正或采用非基体匹配分析,建立了高精度LA-ICP-MS磷灰石U-Pb定年新方法,将促进磷灰石U-Pb年代学在地球科学研究中的应用。

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。

微区原位普通铅同位素分析技术及其地质应用进展

应用激光剥蚀—多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)和二次离子质谱(SIMS)等分析技术进行微区原位普通Pb同位素分析是微区地球化学研究的重要内容之一。综述了矿物、熔体包裹体和沉积结核的微区原位普通Pb同位素分析技术及其地质应用的新进展。这些研究资料表明该分析技术在岩浆岩成因、沉积物物源示踪、地幔地球化学、古海洋学以及矿床学等的研究中提供了常规的全岩Pb同位素分析方法难以获得的重要信息,充分展示了该分析技术在地球科学研究中的应用前景。

SHRIMP锆石铀-铅同位素定年中普通铅(204)Pb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。

碳酸岩中高普通铅副矿物原位微区U-Th-Pb测年

岩浆碳酸岩是由超过50%的碳酸盐组成的火成岩石。它不仅与地球的深部碳循环紧密相关,而且与多种矿产资源的成矿作用密切相关,具有重要的经济价值。此外,碳酸岩是鲜少暴露到地表保存有地幔信息的岩石,具有广泛的时空分布,被认为是破译地幔地球化学特征强有力的"探针"。碳酸岩通常在时间和空间上与碱性硅酸盐岩相关联,比如,黄长岩,霞石岩,碧玄岩,响岩,粗面岩,金伯利岩和煌斑岩等。然而,人们至今没有完全了解碳酸岩与其伴生硅酸盐岩岩浆的确切成因关系。

普通铅数据处理在PC-1500机上的实现

使用BASIC语言编制的程序,在PC—1500计算机上处理普通铅数据,可得到3种方法、5个年龄和源区特征值等,可绘制铅增长曲线、等时线并给出等时线方程。还可用本程序处理异常铅和Pb—Pb法年龄数据。程序采用多入口,模块化处理,具有操作简便、速度快、功能强的特点。最后本文以河北兴隆高板河铅—锌—硫多金属矿床为例,对普通铅测试数据,上机运算,得到了理想的效果。

普通铅年龄研究中的几个问题

运用非放射性矿物如方铅矿和长石等所含的普通铅计算矿石和岩石年龄的方法叫普通铅法。尽管用这种方法来计算年龄有一定的局限性,但由于它的很多优点(比如采样、选样方便,分析方法比之 U-Th-Pb法简便等)以及它在理论和实践中的重要意义——通过研究普通铅的同位素演化,可以探索地球物质及宇宙物质的形成和演化规律,测定地球和其它星球以及元素的年龄;在生产实践中测定用其他方法难以测定的矿石的年龄、探索矿质来源、矿床成因、成矿时代及成矿条件等——使这个方法不但没有被淘汰,而且越来越受到重视。不少人在年龄数据的使用及方法的基础理论方面都作了大量的研究工作,取得了一些新的进展。一九六○年,拉塞尔(Russell)和法夸尔(Farqu-har)发表了《铅同位素地质学》专著,提供了用普通铅计算年龄的各种公式、图表和大量数据。

鞍本地区早前寒武纪地质体铅同位素组成及铀源条件定量计算方法研究

本文对比了鞍本地区前寒武纪铅-锌-银矿区和铀矿区的硫化物矿石和花岗岩长石Pb同位素组成,分别用矿石铅二阶段普通铅法、铅构造模式图解和全岩铅同位素组成三阶段拟合法计算了年龄和全岩原始铀含量。结果表明,矿石铅和长石铅模式年龄约为2000 Ma,在铅构造模式图上投影于2000~1600 Ma间,花岗岩和辽河群全岩拟合年龄为2000~1800 Ma;铅同位素组成显示铅-锌-银来自早元古代辽河群地层,连山关地区明显为放射性成因Pb同位素组成,源于富铀花岗岩。连山关矿石铅年龄和全岩三阶段年龄与该区铀矿床沥青铀矿的年龄基本一致;花岗岩原始铀的得失计算表明,该地区不同地质体均经历了约2000~1800 Ma花岗岩重熔改造,花岗质岩石发生了铀的丢失,是连山关地区铀矿的主要来源。

普通车用汽油和E10乙醇汽油对汽车尾气排放的影响调查

[目的]了解济南市使用E10乙醇汽油对汽车尾气排放的影响。[方法]于2006年2月在济南市区选取10辆汽油车,分别燃烧普通车用无铅汽油和E10乙醇汽油,检测汽车使用不同燃料时的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、一氧化氮(NO)的排放量,对比试验结果并进行汽车尾气排放检测分析;比较使用不同车用燃料对汽车尾气排放的影响。[结果]燃用E10乙醇汽油较燃用普通车用无铅汽油,汽车排放中的CO(g/km)和HC(g/km)的排放量均有明显地减少,NO(g/km)排放量的平均值无明显变化。[结论]E10乙醇汽油对车辆尾气排放的削减作用主要对CO和HC,对NO的作用不明显。

磷灰石ID-TIMS高精度U-Pb定年方法

磷灰石晶体结构呈六方晶系,具有相对高的封闭温度(350~550℃),能够容纳多种元素置换进入晶格内部,是火成岩、沉积岩、变质岩和矿床研究的重要定年矿物。然而,由于磷灰石通常具有较低铀含量和高普通铅含量,精准测定其年龄仍是当前U-Pb测年技术的一大挑战。本文基于^(208)Pb-^(235)U混合稀释剂,通过优化样品清洗、溶解以及柱色谱分离纯化U和Pb等化学前处理流程,建立了磷灰石同位素稀释-热电离质谱(ID-TIMS)高精度U-Pb定年方法,并准确测定了磷灰石标样MAD2和MAP-3的年龄,其^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值分别为474.6±1.7Ma和800.7±1.2Ma,单点定年精度优于0.4%,为磷灰石微区原位标样研发以及样品年龄精准测定提供技术支撑。采用MAP-3作为微区原位校正标样,对磷灰石Durango和Otter Lake进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,通过Tera-Wasserburg谐和图图解法扣除普通铅,获得下交点年龄分别为32.1±0.6Ma(MSWD=1.3,n=36)和910±13Ma(MSWD=1.6,n=36),与前人研究结果在误差范围内一致,进一步证实普通铅含量极低的MAP-3,是一个理想的磷灰石微区原位测年标样。与高普通铅的磷灰石标样相比,使用MAP-3作为外标能直接在数据处理软件中进行数据校正,有效地简化了数据处理过程,提高磷灰石微区原位U-Pb测年结果的可靠性。

普通车用汽油和E10乙醇汽油的尾气排放研究

通过对33辆分别使用普通车用无铅汽油和E10乙醇汽油的汽车尾气排放量的检测,研究使用不同车用燃料对汽车尾气排放的影响,证明乙醇汽油对汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放有较大的削减。

离子探针锆石U-Pb定年

锆石是大型离子探针U-Pb定年技术应用最早和最广的矿物,离子探针U-Pb定年可以有效获取粒径微小锆石或具有复杂环带结构的锆石中不同区域的年龄信息。文中以Cameca IMS 1280型离子探针为例,对离子探针锆石U-Pb定年原理、仪器分析流程、数据校正方法和数据误差分析等多方面进行综述,并总结了近年来离子探针锆石U-Pb定年技术新进展。

LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年研究进展

随着锡石U-Pb定年方法的不断进步,利用锡石微区原位U-Pb定年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)时代已经具备了相对成熟的技术条件,成为锡矿床成矿年代学研究最直接和最有效的途径之一。本文结合近几年本实验室开展的相关研究工作,总结了LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法的研究进展,简要评述了多接收器LA-MC-ICP-MS和单接收器LA-ICP-MS两种方法的优缺点。此外,文章还介绍利用LA-(MC)-ICP-MS锡石U-Pb定年方法在湖南芙蓉、云南个旧和广西大厂等超大型锡矿成矿年代学研究中取得的重要进展,指出这一方法目前存在的主要问题和技术难点在于普通铅的准确校正和理想标样的研制,选择合理的普通铅扣除方法和实验外标,有利于提高测定结果的精确度和准确性。同时本文提出通过进一步优化这一测年技术,可以获得锡多金属矿床准确的成矿年代学信息,为全面认识相关矿床的生成和演化历史提供技术支持。

锡石U-Pb同位素定年中的年龄校正策略——兼论矿石矿物U-Pb同位素定年中的年龄校正问题

利用矿石矿物的同位素定年测定矿床的成矿时代,是直接测定矿床成矿时代的重要方法。许多矿石矿物有较高的U-Th含量,可以作为U-Th-Pb和Pb-Pb同位素年龄测定的对象。例如锡石是锡多金属矿床中重要的矿石矿物,当其有较高的U-Th含量时,可以作为U-Th-Pb和Pb-Pb同位素年龄测定的对象。利用锡石U-Pb同位素定年直接测定锡多金属矿床的成矿(锡矿化)

碎屑岩磷灰石单矿物多法定年进展与应用

沉积物是造山带-沉积盆地"从源到汇"过程中物质与能量交换的基本介质,同造山期沉积物岩屑单矿物多法定年是解译该过程最有效的半定量-定量手段。基于LA-ICPMS的磷灰石U-Pb和裂变径迹定年(磷灰石FT-U/Pb定年)是碎屑磷灰石单矿物原位多法定年的核心,它能够同时获得矿物结晶年龄和抬升冷却年龄等,从而能有效揭示盆-山系统中深层地壳-浅表作用的构造热事件过程。近年磷灰石FT-U/Pb年龄标样矿物系统的建立,204Pb、207Pb和208Pb普通Pb成分校正法的完善为磷灰石单矿物原位多法定年提供了越来越完善的理论基础,使其受到越来越广泛的重视与应用。磷灰石在沉积物"从源到汇"疏导过程中具有弱稳定性,代表着碎屑沉积物质首次剥蚀-沉积旋回过程,对于解译多旋回或复杂物源演化过程具有得天独厚的优势。对于缺少地层年代学限定的"从源到汇"过程,碎屑磷灰石多法定年不仅能够通过FT-U/Pb年代学限定地层沉积年龄,还可以通过时滞年龄曲线等获得造山带"源"-沉积盆地"汇"系统动态建造过程。磷灰石单矿物多法定年在解译盆-山耦合过程与机制的研究中发挥着越来越突出的作用。

电子探针定年技术在晶质铀矿定年中的研究与应用

电子探针定年法是由日本名古屋大学铃木和博(Suzuki.K)教授于1991年首次提出(Suzuki K&Adachi M,1991)。其基本原理是以放射性核素衰变理论为基础,假定待测矿物中的普通铅可以忽略不计,系统封闭,即未经历后期地质事件(Montel等,1996;CocherieA等,1998;Williams M等,1999)。通过电子探针测量矿物中的U、Th、Pb含量,根据公式(1)

何谓铅笔的软硬?

所谓铅笔的软硬是指笔芯说的,通常用拉丁字母和数字标明在笔杆上。字母“H”表示硬,“B”表示软,BH表示软硬适中,黑度中常。“F”表示HB与B之间的硬度。H的数字越大铅芯越硬,适于工程绘图、多层复写等使用;B的数字越大则铅芯越软,多用于绘画。普通铅笔的硬度有HB、B、2B、3B等几种。铅笔的笔芯为什么会有软有硬呢?铅芯的原料是石墨和粘土。

锡石U-Pb定年方法评述

锡石物理化学性质稳定,不易受到后期热液蚀变作用的影响,已成为锡多金属矿床成矿年代学研究的首选矿物。目前,锡石的U-Pb定年方法主要包括同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)和激光剥蚀(多接收)电感耦合等离子体质谱法(LA-(MC)-ICP-MS)。本文拟对这两类方法进行评述,总结其优缺点,并指出测年过程中的一些关键问题和技术难点,为广大地质工作者选择合适的锡石U-Pb定年方法提供参考。

方解石LA-(MC-)ICP-MS U-Pb定年技术及其在脆性构造中的应用

脆性构造形成于地壳浅层,记录了地壳浅层构造变形过程,精确限定浅层地壳变形时代是构造地质研究的热点和难点之一。由于脆性构造变形发生于较低的温压环境,岩石应变速率快,变质和交代作用相对较弱,难以形成韧性构造变形中可定年的同构造新生矿物,所以脆性构造的精确定年一直是学界难题。近年来,方解石U-Pb定年技术取得重要进展,通过脆性构造变形同构造方解石脉U-Pb定年可以精确限定构造变形时代。对近几年方解石LA-(MC-)ICP-MS U-Pb定年技术研究进展进行总结,系统地介绍了同构造方解石脉特征、方解石U-Pb定年基本原理、方解石LA-(MC-)ICP-MS U-Pb定年方法及应用实例,指出该方法目前存在的关键问题和技术难点在于方解石U-Pb年龄代表的地质意义和其定年的成功率。野外识别同构造方解石脉,划分不同期次方解石,确定原生域和次生域能够准确揭示其年龄的地质意义;圈定最优待测靶区,选择合适的普通铅校正方法以及寻找理想的方解石标样有利于提高定年结果精度和准确性。

LA-ICP-MS U-Pb定年技术相关问题探讨

LA-ICP-MS U-Pb定年技术是地质科学中被广泛应用的重要手段。发展至今,该技术已相对成熟,但在实际工作中仍需要注意一些关键问题。笔者就该技术的样品准备、定年结果的取舍、铅丢失问题、普通铅问题和定年结果投图与解释等5个方面进行简要探讨。研究认为,对于复杂矿物进行U-Pb定年研究建议不分选出单矿物,而是采用矿物识别定位手段和LA-ICP-MS仪器相结合的技术手段,直接在岩石光片或探针片上进行原地原位微区定年分析,但要注意样品准备过程中可能存在的铅污染问题。在碎屑矿物定年结果选择方面,对于大于1.5Ga的定年测点,笔者建议采用207Pb/206Pb年龄代表该颗粒的结晶年龄,而对于小于1.5 Ga的定年测点则应采用206Pb/238U年龄。对沉积岩最大沉积年龄的判断和选择主要依靠统计学方法,必要时需要结合地球化学数据和地质背景信息作为辅助判断依据。对于连续分布在谐和线上的年轻样品要提高警惕,需要采用谐和图、加权平均图、CL图像和元素含量等多种手段识别是否存在铅丢失不一致线。针对普通铅校正问题,笔者重点介绍了一种专用于碎屑矿物U-Pb定年的普通铅校正方法,并给出了计算过程。关于对矿物U-Pb定年结果加权平均值数据质量的评价,笔者着重讨论MSWD越接近于1表示数据质量越高的理论基础。总之,应用LA-ICP-MS技术对矿物进行U-Pb定年研究需要综合考虑多个因素,才能得出准确、可靠和地质意义明确的定年结果。