锆石UPb年代学测定技术.ppt

锆石U-Pb年代学测定技术
刘勇胜
中国地质大学(武汉)
地质过程与矿产资源(GPMR)国家重点实验室

U-Th-Pb定年原理及定年矿物
锆石U-Pb年龄测定技术
TIMS
SIMS
LA-(MC)ICP-MS
锆石LA-ICP-MS数据处理及不确定度
锆石U-Th-Pb数据的处理与表达
GPMR实验室元素和同位素分析实验室
1. U-Th-Pb定年原理及定年矿物
放射性同位素定年的基本方程为,
N:残留的未衰变母体同位素核子数,D:t时间内产生的子体同位素核子数,λ为衰变常数。
U、Th放射性衰变参数
238U → 206Pb + 8+ 6
t1/2 =  109yr ; 1=  10-10yr-1
235U → 207Pb + 7+ 4 
t1/2 =  109yr; 2=  10-10yr-1
232Th → 208Pb + 6+ 4 
t1/2 =  109yr; 3=  10-10yr-1
U-Th-Pb法定年
U-Th-Pb法定年矿物
锆石(ZrSiO4)、
斜锆石(ZrO2)、
独居石((Ce,La,Th,Nd,Y)PO4)、
磷灰石(Ca5(PO4)3(OH,F,Cl))、
榍石(CaTiSiO5)、
石榴石(X3Z2(TO4)3 (X = Ca, Fe, etc., Z = Al, Cr, etc., T = Si, As, V, Fe, Al) )、
金红石(TiO2)、
钙钛矿(CaTiO3)、
钛铁矿(FeTiO3)、
锡石(SnO2)
方解石(CaCO3)
(Faure and Mensing, 2004)
榍石
斜锆石
锆石
锆石:最常用的U-Pb法定年对象
富集U-Th、初始Pb含量低
Zr: - (+4)
U: - (+4)
Th: (+4)
Pb: - (+2) (稳定价态)
抗蚀变和变质作用能力强、U-Th-Pb体系封闭性好、封闭温度高;
2. U-Th-Pb同位素分析方法
TIMS
SIMS
LA-(MC)ICP-MS
Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS
205Pb
233U
离子计数器
检测器
法拉第杯
+
离子计数器
TIMS
SIMS
MC-ICP-MS
Q-ICP-MS
TIMS法
对晶体内部结构均一、成因简单的颗粒锆石,TIMS法可以获得高精度的U-Pb年龄
Pb 丢失
环带/核边(混合信号)
需要稀释剂:233U、205Pb
需要超低本底