一种单颗粒独居石的双测年方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测年方法，尤其涉及一种单颗粒独居石的双测年方法。
【背景技术】
[0002] 放射性同位素测年是近些年发展迅速的测年技术，它的成熟大大促进了地质年代 学的发展。目前应用较多的是对锆石、磷灰石进行U-Pb测年或者(U-Th)/He测年，来研究其 结晶年龄或者冷却年龄，技术也比较成熟。但是，目前国内没有人对独居石的测年方法进行 研究，国外目前有极个别学者对独居石单独进行U-Pb测年或者单独进行(U-Th)/He测年，但 是把两种方法联合起来的双测年法至今没人研究。本发明的创新点就是在同一颗独居石颗 粒上实现U-Pb和(U-Th)/He双测年方法应用。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了解决上述不足，提供了一种单颗粒独居石的双测年方法。
[0004] 本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种单颗粒独居石的双测年方 法，其特征在于:包括以下步骤：
[0005] (1)选择晶型完整且不含包裹体的单颗粒独居石，借助数码相机拍照，获得独居石 颗粒精确的形状和尺寸，用于计算α粒子射出校正参数F T，计算公式为：
[0007] 其中Ft : α粒子射出校正参数；s:独居石中U和Th发生衰变时α粒子的停止距离;R: 单颗粒独居石晶体的内切球半径，为了更加精确地计算F T，R的值最好为60-70μπι;
[0008] (2)将单颗粒独居石固定在双面胶带上，用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICPMS)进行U-Pb测年；用激光直接照射独居石颗粒的外表面，束斑半径为20μπι，烧蚀坑的深 度为约20μπι ;对于年龄小于1300Ma的独居石，采用2Q6Pb/238U来代表其U-Pb年龄;对于年龄大 于1300Ma的独居石，采用 2Q7Pb/2Q6Pb来代表其U-Pb年龄；
[0009] (3)把上述单颗粒独居石剥离下来，放入1mm3金属箱容器中，用激光加热至1300 。(：，持续20分钟，将独居石中的99%以上的 4He释放出来；用10ncc(lncc = 1 X 10-9ml)的3He 对释放出来的4He进行稀释，用活性炭对4He和3He进行聚集和深低温（16K)纯化;然后用四极 质谱仪(QMS)在静态模式下测量 4He/3He的比值，获得4He的含量；
[0010] ⑷将释放出4He之后的独居石放入经过校准的233U和 229Th溶液中，加入30%的硝 酸进行溶解，然后用等离子质谱仪（ICPMS)测量238U/233U、235U/ 233U和232Th/229Th的比值，获 得238U、235U和232Th的含量；
[0011] (5)根据下式计算出（U-Th)/He年龄；
[0013]其中：:测得的4He的原子数；、:测得的238U的原子数；:测得的235U的 原子数；％:瑪&:测得的232Th的原子数;λ8 : 238u的衰变常数;λ5 : 235u的衰变常数;λ2 : 232Th的衰 变常数;t:衰变持续的时间，即（υ-Th) /He年龄；
[0014] (6)根据α粒子射出校正参数对测量值进行校正；
[0016] 其中：Τ:经过校正的(U-Th) /He年龄;Tm:测量获得的(U-Th) /He年龄;Ft : α粒子射出 校正参数。
[0017] 本发明的双测年方法能够得到独居石所在的花岗岩地质体的结晶年龄，即岩浆侵 入事件发生的时间；其次又可以获得这颗独居石的(U_Th)/He年龄，它代表该花岗岩地质体 抬升冷却的年龄，即该地质体发生快速构造抬升的时间。
[0018] 本发明的基本原理是根据花岗岩中的独居石中放射性元素铀(U)和钍(Th)含量较 高，U经过衰变会生成铅(Pb)，U和Th经过衰变会生成氦(He)，因此通过测量独居石中母体同 位素 U和Th以及子体同位素 Pb和He的含量，通过衰变定律就可以就算出衰变的时间，即独居 石U-Pb体系和(U-Th)/He开始封闭的时间。
[0019] 本发明与现有技术相比的优点是:本发明的双测年方法通过单颗粒独居石U-Pb和 (U_Th)/He双测年可以同时获得独居石所在地质体的侵入历史和构造抬升历史，具有重要 的地质意义。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明进一步详述。
[0021] 本发明的一种单颗粒独居石的双测年方法，包括以下步骤：
[0022] (1)选择晶型完整且不含包裹体的单颗粒独居石，借助数码相机拍照，获得独居石 颗粒精确的形状和尺寸，用于计算α粒子射出校正参数Ft，计算公式为：
[0024] 其中Ft : α粒子射出校正参数；S:独居石中U和Th发生衰变时α粒子的停止距离;R: 单颗粒独居石晶体的内切球半径，为了更加精确地计算Ft，R的值最好为60-70μπι;
[0025] (2)将单颗粒独居石固定在双面胶带上，用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICPMS)进行U-Pb测年；用激光直接照射独居石颗粒的外表面，束斑半径为20μπι，烧蚀坑的深 度为约20μπι ;对于年龄小于1300Ma的独居石，采用2()6Pb/238U来代表其U-Pb年龄;对于年龄大 于1300Ma的独居石，采用 2Q7Pb/2Q6Pb来代表其U-Pb年龄；
[0026] (3)把上述单颗粒独居石剥离下来，放入1mm3金属箱容器中，用激光加热至1300 。(：，持续20分钟，将独居石中的99%以上的 4He释放出来；用lOncc(lncc = 1 X 10-9ml)的3He 对释放出来的4He进行稀释，用活性炭对4He和3He进行聚集和深低温（16K)纯化;然后用四极 质谱仪(QMS)在静态模式下测量 4He/3He的比值，获得4He的含量；
[0027] (4)将释放出4此之后的独居石放入经过校准的2331]和2291'11溶液中，加入30%的硝 酸进行溶解，然后用等离子质谱仪（ICPMS)测量238U/233U、235U/ 233U和232Th/229Th的比值，获 得238U、 235U和232Th的含量；
[0028] (5)根据下式计算出（U-Th)/He年龄；
[0030] 其中：:测得的4He的原子数；:测得的238U的原子数；:测得的235U的 原子数；.测得的232Th的原子数;λ8 : 238U的衰变常数;λ5 : 235U的衰变常数;λ2 : 232Th的衰 ··: 变常数;t:衰变持续的时间，即（υ-Th) /He年龄；
[0031] (6)根据α粒子射出校正参数对测量值进行校正；
[0033] 其中：Τ:经过校正的(U-Th) /He年龄;Tm:测量获得的(U-Th) /He年龄;Ft : α粒子射出 校正参数。
[0034]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及实施例内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的 技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种单颗粒独居石的双测年方法，其特征在于:包括W下步骤： (1) 选择晶型完整且不含包裹体的单颗粒独居石，借助数码相机拍照，获得独居石颗粒 精确的形状和尺寸，用于计算α粒子射出校正参数Ft,计算公式为：其中FT:a粒子射出校正参数;S:独居石中U和化发生衰变时α粒子的停止距离;R:单颗粒 独居石晶体的内切球半径，为了更加精确地计算Ft，R的值最好为60-70WI1; (2) 将单颗粒独居石固定在双面胶带上，用激光剥蚀电感禪合等离子质谱仪化A- ICPMS)进行U-Pb测年；用激光直接照射独居石颗粒的外表面，束斑半径为20μπι，烧蚀坑的深 度为约20皿;对于年龄小于1300Ma的独居石，采用wspb/238!]来代表其U-Pb年龄;对于年龄大 于1300Ma的独居石，采用化/2DS化来代表其U-Pb年龄； (3) 把上述单颗粒独居石剥离下来，放入1mm3金属锥容器中，用激光加热至1300°C，持续 20分钟，将独居石中的99% W上的4胎释放出来；用lOncc(Incc = 1 X 1〇-%1)的化e对释放出 来的4胎进行稀释，用活性炭对4胎和化e进行聚集和深低溫（16K)纯化;然后用四极质谱仪 (QMS)在静态模式下测量4He/3He的比值，获得4胎的含量； (4) 将释放出4He之后的独居石放入经过校准的233U和229化溶液中，加入30%的硝酸进行 溶解，然后用等离子质谱仪（ICPMS)测量238U/233U、235U/ 233U和232TV229Th的比值，获得238U、235U和232化的含量； (5) 根据下式计算出化-Th)/He年龄；其中：；测得的4He的原子数；％;测得的238U的原子数；:测得的235U的原子 数；J测得的232Th的原子数;λ8 : 238U的衰变常数;λ5 : 235U的衰变常数;λ2 : 232Th的衰变常 数;t:衰变持续的时间，即（U-化)/化年龄； (6) 根据α粒子射出校正参数对测量值进行校正；其中：Τ:经过校正的（U-Th)/He年龄;Tm:ii量获得的（U-Th)/He年龄;FT:a粒子射出校正 参数。
【专利摘要】本发明公开了一种单颗粒独居石的双测年方法，首先可以得到独居石所在的花岗岩地质体的结晶年龄，即岩浆侵入事件发生的时间；其次又可以获得这颗独居石的(U-Th)/He年龄，它代表该花岗岩地质体抬升冷却的年龄，即该地质体发生快速构造抬升的时间。该方法通过单颗粒独居石U-Pb和(U-Th)/He双测年可以同时获得独居石所在地质体的侵入历史和构造抬升历史，具有重要的地质意义。
【IPC分类】G01N27/64
【公开号】CN105572217
【申请号】CN201610048310
【发明人】金超, 刘浪涛, 白峰青, 张贝贝, 王冬利, 魏利娜
【申请人】河北工程大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月25日