磷灰石SIMS 原位微区U-Pb-O 同位素测试方法研究
2021-11-27何升郭冬发崔建勇范增伟刘桂方武勇
何升,郭冬发,崔建勇,范增伟,刘桂方,武勇
(核工业北京地质研究院,北京 100029)
磷灰石在自然界各种岩石类型中广泛产出,其U-Pb 同位素封闭温度约为450~550 ℃,可用于高温地质年代学研究,多元元素同位素体系Sr-Nd-O-REEs 可用来确定成矿流体性质、反演流体演化过程,两者结合可构建时间维度下的精细地质过程[1-6]。另外,磷灰石裂变径迹和(U-Th)/He低温年代学可以分别记录60~120 ℃[7]和55~80 ℃[8]的热演化历史。磷灰石作为热液型铀矿中重要的共伴生矿物,也为铀成矿年代及过程研究提供了良好的研究对象[9-10]。
同位素稀释热电离质谱(ID-TIMS)已被用于磷灰石年龄测定[11],但无法提供微小区域精细定年结果,因而在研究经历过蚀变等复杂地质作用的磷灰石时受限。激光剥蚀等离子体质谱(LA-(MC)-ICP-MS)近年来被广泛用于磷灰石定年中[3,12],一般情况下,该方法所用束斑大小约为40µm×40µm,剥蚀深度约为10µm。相比于LA-(MC)-ICP-MS,二次离子质谱(SIMS)的空间分辨率更高,剥蚀深度更浅,因而对于复杂或微小样品具有独特的优势。Sano et al.(1999)[1]首先报道了SHRIMP 磷灰石U-Th-Pb 定年方法,所用参考标样为PRAP 磷灰石,并将该方法用于陨石研究[13]。Li et al.(2012)[4]基于CAMECA IMS 1280建立了适用于年轻低U 含量磷灰石样品(U<3×10-6,f206>50%)的定年方法,所用参考标样为NW-1 磷灰石,束斑大小为20 µm×30 µm。受限于SIMS 对磷灰石年龄参考标样的苛刻要求(特别是低普通Pb 组成)及PRAP、NW-1 磷灰石(两者采自于同一岩体)的缺乏,国内建立SIMS 磷灰石定年方法的实验室仍很少,并且有待继续开发基于其他年龄参考标样的定年方法。
磷灰石O 同位素是近年来兴起的同位素示踪手段,运用于古海水温度计算及成矿流体来源示踪等方面[14]。……
