LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年存在的基體效應研究進展

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(天津地質礦產研究所, 天津 300170)

鋯石(ZrSiO4)具有封閉溫度高、穩定性好、普通鉛含量低等特點,一直是U-Pb同位素定年的首選對象。目前最常采用的鋯石U-Pb同位素定年方法有同位素稀釋熱電離質譜法(ID-TIMS)、二次離子探針質譜法(SIMS)和激光剝蝕電感耦合等離子體質譜法(LA-ICP-MS)。

自20世紀80年代,GRAY等[1]開創了激光和電感耦合等離子體質譜聯用技術以來,LA-ICP-MS以其原位、實時、快速、高分辨率、高靈敏度、可同時測定元素含量及同位素比值等特點,在鋯石微區原位U-Pb同位素定年研究中發揮了非常重要的作用[2-7]。

然而,與ID-TIMS相比,LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結果的準確度和精密度被限定在約4%的水平,與高精準的ID-TIMS(約0.1%)相比仍存在相當大的差距,這在很大程度上影響了該方法定年結果的可靠性[6,8-11]。

影響LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結果準確度和精密度的因素有很多,包括激光條件(波長、脈沖時間、能量等)、樣品池設計、采樣策略(束斑大小、剝蝕方式等)、氣流設置(載氣、輔助氣)、ICP調諧、數據處理方案等[12-19]。SYLVESTER[20]對這些因素進行了深入的研究,在作用機理和解決方案等方面取得了重要的進展,并將關鍵性研究進展進行了較為系統的總結評述。

在LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年研究中,國內外研究學者普遍采用與樣品“基體匹配”(化學組成和物理形態相近)的外部標準鋯石進行校正,從而消除基體效應。然而,采用同種礦物作為外標的方法是否真的消除了基體差異引起的基體效應？如果沒有,那么采用基體匹配的外標校正方法還存在多大的基體效應,是否對U-Pb定年結果的準確度和精密度產生影響？……