高灵敏度-单接收杯LA-SF-ICP-MS原位方解石U-Pb定年

作者：吴石头; 杨岳衡^*; Nick M.W.ROBERTS; 杨明; 王浩; 兰中伍; 谢博航; 李天义; 许蕾; 黄超; 谢烈文; 杨进辉; 吴福元

来源：中国科学:地球科学 , 2022, 52(07): 1375-1390.

• 方解石U-Pb年代学
• SF-ICP-MS
• LA-ICP-MS
• 高灵敏度
• Jet采样锥

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)方解石U-Pb定年是一种新兴的地质年代学方法,在解决一系列关键地质问题中具有广阔的应用前景.由于方解石中U和Pb含量低,采用高灵敏度扇形磁场电感耦合等离子体质谱仪(SF-ICP-MS)比四极杆电感耦合等离子体质谱仪(Q-ICP-MS)更有优势.研究发现对于Thermo Element XR型号的SF-ICP-MS仪器,当采用Jet+X锥组和N2增敏技术时,U和Pb的灵敏度最佳.提高灵敏度不仅能明显改善方解石定年分析精度,而且可在高空间分辨率条件下(<110μm)实现低238U(<1μg g-1)或207Pb(如<10Ma)含量样品的定年测试.对于NIST SRM 614、ARM-3和WC-1这三个标准物质来说,在激光束斑85μm和能量密度～2.0J cm-2的条件下,由激光剥蚀产生的206Pb/238U动态分馏不显著(<2.2%).在最佳仪器条件下,系统分析了四个常用的方解石U-Pb标准物质(WC-1、Duff Brown Tank、JT和ASH-15).结果与已发表的同位素稀释热电离质谱(ID-TIMS)数据相吻合,验证了方法的可靠性.研究进一步证明,基于LA-ICP-MS二维元素成像技术辅助选取样品定年区域可提高方解石U-Pb定年的成功率.

• 单位
  中国石油化工集团公司; 岩石圈演化国家重点实验室; 中国科学院; 中国科学院地质与地球物理研究所