一種單顆粒獨居石的雙測年方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及測年方法，尤其涉及一種單顆粒獨居石的雙測年方法。
【背景技術】
[0002] 放射性同位素測年是近些年發展迅速的測年技術，它的成熟大大促進了地質年代 學的發展。目前應用較多的是對鋯石、磷灰石進行U-Pb測年或者(U-Th)/He測年，來研究其 結晶年齡或者冷卻年齡，技術也比較成熟。但是，目前國內沒有人對獨居石的測年方法進行 研究，國外目前有極個別學者對獨居石單獨進行U-Pb測年或者單獨進行(U-Th)/He測年，但 是把兩種方法聯合起來的雙測年法至今沒人研究。本發明的創新點就是在同一顆獨居石顆 粒上實現U-Pb和(U-Th)/He雙測年方法應用。

【發明內容】

[0003] 本發明是為了解決上述不足，提供了一種單顆粒獨居石的雙測年方法。
[0004] 本發明的上述目的通過以下的技術方案來實現：一種單顆粒獨居石的雙測年方 法，其特征在于:包括以下步驟：
[0005] (1)選擇晶型完整且不含包裹體的單顆粒獨居石，借助數碼相機拍照，獲得獨居石 顆粒精確的形狀和尺寸，用于計算α粒子射出校正參數F T，計算公式為：
[0007] 其中Ft : α粒子射出校正參數；s:獨居石中U和Th發生衰變時α粒子的停止距離;R: 單顆粒獨居石晶體的內切球半徑，為了更加精確地計算F T，R的值最好為60-70μπι;
[0008] (2)將單顆粒獨居石固定在雙面膠帶上，用激光剝蝕電感耦合等離子質譜儀(LA-ICPMS)進行U-Pb測年；用激光直接照射獨居石顆粒的外表面，束斑半徑為20μπι，燒蝕坑的深 度為約20μπι ;對于年齡小于1300Ma的獨居石，采用2Q6Pb/238U來代表其U-Pb年齡;對于年齡大 于1300Ma的獨居石，采用 2Q7Pb/2Q6Pb來代表其U-Pb年齡；
[0009] (3)把上述單顆粒獨居石剝離下來，放入1mm3金屬箱容器中，用激光加熱至1300 。(：，持續20分鐘，將獨居石中的99%以上的 4He釋放出來；用10ncc(lncc = 1 X 10-9ml)的3He 對釋放出來的4He進行稀釋，用活性炭對4He和3He進行聚集和深低溫（16K)純化;然后用四極 質譜儀(QMS)在靜態模式下測量 4He/3He的比值，獲得4He的含量；
[0010] ⑷將釋放出4He之后的獨居石放入經過校準的233U和 229Th溶液中，加入30%的硝 酸進行溶解，然后用等離子質譜儀（ICPMS)測量238U/233U、235U/ 233U和232Th/229Th的比值，獲 得238U、235U和232Th的含量；
[0011] (5)根據下式計算出（U-Th)/He年齡；
[0013]其中：:測得的4He的原子數；、:測得的238U的原子數；:測得的235U的 原子數；％:瑪&:測得的232Th的原子數;λ8 : 238u的衰變常數;λ5 : 235u的衰變常數;λ2 : 232Th的衰 變常數;t:衰變持續的時間，即（υ-Th) /He年齡；
[0014] (6)根據α粒子射出校正參數對測量值進行校正；
[0016] 其中：Τ:經過校正的(U-Th) /He年齡;Tm:測量獲得的(U-Th) /He年齡;Ft : α粒子射出 校正參數。
[0017] 本發明的雙測年方法能夠得到獨居石所在的花崗巖地質體的結晶年齡，即巖漿侵 入事件發生的時間；其次又可以獲得這顆獨居石的(U_Th)/He年齡，它代表該花崗巖地質體 抬升冷卻的年齡，即該地質體發生快速構造抬升的時間。
[0018] 本發明的基本原理是根據花崗巖中的獨居石中放射性元素鈾(U)和釷(Th)含量較 高，U經過衰變會生成鉛(Pb)，U和Th經過衰變會生成氦(He)，因此通過測量獨居石中母體同 位素 U和Th以及子體同位素 Pb和He的含量，通過衰變定律就可以就算出衰變的時間，即獨居 石U-Pb體系和(U-Th)/He開始封閉的時間。
[0019] 本發明與現有技術相比的優點是:本發明的雙測年方法通過單顆粒獨居石U-Pb和 (U_Th)/He雙測年可以同時獲得獨居石所在地質體的侵入歷史和構造抬升歷史，具有重要 的地質意義。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合實施例對本發明進一步詳述。
[0021] 本發明的一種單顆粒獨居石的雙測年方法，包括以下步驟：
[0022] (1)選擇晶型完整且不含包裹體的單顆粒獨居石，借助數碼相機拍照，獲得獨居石 顆粒精確的形狀和尺寸，用于計算α粒子射出校正參數Ft，計算公式為：
[0024] 其中Ft : α粒子射出校正參數；S:獨居石中U和Th發生衰變時α粒子的停止距離;R: 單顆粒獨居石晶體的內切球半徑，為了更加精確地計算Ft，R的值最好為60-70μπι;
[0025] (2)將單顆粒獨居石固定在雙面膠帶上，用激光剝蝕電感耦合等離子質譜儀(LA-ICPMS)進行U-Pb測年；用激光直接照射獨居石顆粒的外表面，束斑半徑為20μπι，燒蝕坑的深 度為約20μπι ;對于年齡小于1300Ma的獨居石，采用2()6Pb/238U來代表其U-Pb年齡;對于年齡大 于1300Ma的獨居石，采用 2Q7Pb/2Q6Pb來代表其U-Pb年齡；
[0026] (3)把上述單顆粒獨居石剝離下來，放入1mm3金屬箱容器中，用激光加熱至1300 。(：，持續20分鐘，將獨居石中的99%以上的 4He釋放出來；用lOncc(lncc = 1 X 10-9ml)的3He 對釋放出來的4He進行稀釋，用活性炭對4He和3He進行聚集和深低溫（16K)純化;然后用四極 質譜儀(QMS)在靜態模式下測量 4He/3He的比值，獲得4He的含量；
[0027] (4)將釋放出4此之后的獨居石放入經過校準的2331]和2291'11溶液中，加入30%的硝 酸進行溶解，然后用等離子質譜儀（ICPMS)測量238U/233U、235U/ 233U和232Th/229Th的比值，獲 得238U、 235U和232Th的含量；
[0028] (5)根據下式計算出（U-Th)/He年齡；
[0030] 其中：:測得的4He的原子數；:測得的238U的原子數；:測得的235U的 原子數；.測得的232Th的原子數;λ8 : 238U的衰變常數;λ5 : 235U的衰變常數;λ2 : 232Th的衰 ··: 變常數;t:衰變持續的時間，即（υ-Th) /He年齡；
[0031] (6)根據α粒子射出校正參數對測量值進行校正；
[0033] 其中：Τ:經過校正的(U-Th) /He年齡;Tm:測量獲得的(U-Th) /He年齡;Ft : α粒子射出 校正參數。
[0034]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發 明說明書及實施例內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的 技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1. 一種單顆粒獨居石的雙測年方法，其特征在于:包括W下步驟： (1) 選擇晶型完整且不含包裹體的單顆粒獨居石，借助數碼相機拍照，獲得獨居石顆粒 精確的形狀和尺寸，用于計算α粒子射出校正參數Ft,計算公式為：其中FT:a粒子射出校正參數;S:獨居石中U和化發生衰變時α粒子的停止距離;R:單顆粒 獨居石晶體的內切球半徑，為了更加精確地計算Ft，R的值最好為60-70WI1; (2) 將單顆粒獨居石固定在雙面膠帶上，用激光剝蝕電感禪合等離子質譜儀化A- ICPMS)進行U-Pb測年；用激光直接照射獨居石顆粒的外表面，束斑半徑為20μπι，燒蝕坑的深 度為約20皿;對于年齡小于1300Ma的獨居石，采用wspb/238!]來代表其U-Pb年齡;對于年齡大 于1300Ma的獨居石，采用化/2DS化來代表其U-Pb年齡； (3) 把上述單顆粒獨居石剝離下來，放入1mm3金屬錐容器中，用激光加熱至1300°C，持續 20分鐘，將獨居石中的99% W上的4胎釋放出來；用lOncc(Incc = 1 X 1〇-%1)的化e對釋放出 來的4胎進行稀釋，用活性炭對4胎和化e進行聚集和深低溫（16K)純化;然后用四極質譜儀 (QMS)在靜態模式下測量4He/3He的比值，獲得4胎的含量； (4) 將釋放出4He之后的獨居石放入經過校準的233U和229化溶液中，加入30%的硝酸進行 溶解，然后用等離子質譜儀（ICPMS)測量238U/233U、235U/ 233U和232TV229Th的比值，獲得238U、235U和232化的含量； (5) 根據下式計算出化-Th)/He年齡；其中：；測得的4He的原子數；％;測得的238U的原子數；:測得的235U的原子 數；J測得的232Th的原子數;λ8 : 238U的衰變常數;λ5 : 235U的衰變常數;λ2 : 232Th的衰變常 數;t:衰變持續的時間，即（U-化)/化年齡； (6) 根據α粒子射出校正參數對測量值進行校正；其中：Τ:經過校正的（U-Th)/He年齡;Tm:ii量獲得的（U-Th)/He年齡;FT:a粒子射出校正 參數。
【專利摘要】本發明公開了一種單顆粒獨居石的雙測年方法，首先可以得到獨居石所在的花崗巖地質體的結晶年齡，即巖漿侵入事件發生的時間；其次又可以獲得這顆獨居石的(U-Th)/He年齡，它代表該花崗巖地質體抬升冷卻的年齡，即該地質體發生快速構造抬升的時間。該方法通過單顆粒獨居石U-Pb和(U-Th)/He雙測年可以同時獲得獨居石所在地質體的侵入歷史和構造抬升歷史，具有重要的地質意義。
【IPC分類】G01N27/64
【公開號】CN105572217
【申請號】CN201610048310
【發明人】金超, 劉浪濤, 白峰青, 張貝貝, 王冬利, 魏利娜
【申請人】河北工程大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月25日