LA-ICP-MS锆石微区U-Pb定年方法及不同束斑直径对年龄结果的影响作用探讨

王 森张拴宏张琪琪梁 霞孔令昊胡国辉王 开王宏宇蔡瑜杭

0 引言

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)是近二三十年发展起来的由激光剥蚀系统和电感耦合等离子体质谱仪联用的仪器系统,该分析技术具有原位、实时、快速的分析测试优势以及灵敏度高、空间分辨率高等优点,广泛应用于地质、材料和环境等研究领域。其中在地质学领域的应用包括富U副矿物的U-Pb定年、流体包裹体分析、单矿物微区原位微量元素分析等(郭海浩等,2014;付乐兵等,2015;李献华等,2015;Fu et al.,2017;彭陆等,2017;张乐骏和周涛发,2017;李政林等,2019;叶丽娟等,2019;于超等,2019;林旭等,2021;Liu et al.,2021)。激光剥蚀进样系统(LA)将固体样品直接导入ICPMS或MC-ICP-MS不仅避免了湿法消解样品的种种困难和缺点,而且消除了水和酸所致的多原子粒子干扰,提高了进样效率,增强了ICP-MS及MCICP-MS的实际检测能力及应用范围。在原位微区同位素年代学研究中,锆石因其具备较高的封闭温度、高U等放射性元素含量、离子扩散率低、能够保持矿物形成时的物理化学特征等优势,已经成为U-Pb定年最理想矿物(Corfu et al., 2003;王岚等,2012;李献华等,2015;彭陆等,2017;周亮亮等,2017;栾燕等,2019;雷海佳等,2021)。尽管LA-ICP-MS锆石微区分析技术应用广泛,但对地质样品中元素含量及同位素比值的准确分析仍受多种因素制约,如仪器的工作条件、不同样品基体组成的分馏效应、基体匹配标准物质的不足、定量化计算策略和有效的灵敏度漂移校正等(王岚等,2012;刘勇胜等,2013;李献华等,2015;周亮亮等,2017;于超等,2019)。

自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室于2019年新引进了安捷伦科技公司Agilent 7900 型四极杆电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和美国相干(Coherent)公司GeoLasHD型193 nm准分子激光剥蚀系统(LA),采用二者联机,建立了LA-ICP-MS U-Pb定年及微量元素测试实验室,并开展了锆石、石榴石、磷灰石、榍石等含U矿物U-Pb测年工作。文章利用激光剥蚀-电感耦合等离子质谱系统建立了锆石微区U-Pb定年及微量元素分析方法,并利用该方法对国内外常用的多个锆石标样(Plešovice、Temora1和Qinghu)及人工玻璃标样NIST SRM612开展了实验测试,获得了精准的U-Pb年龄和微量元素结果,并在此基础上探索不同剥蚀斑束可能对年龄结果的影响。

1 实验分析

1.1 仪器简介

实验测试和数据处理均在自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室完成。电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)由美国安捷伦科技公司生产,型号为Agilent 7900。该仪器将ICP的高温(8000 K)电离特性与四极杆质谱计的快速灵敏扫描的优点相结合,具有检出限低、动态线性范围宽、谱线简单、干扰少、分析精度高、分析速度快以及可提供同位素信息等优点。

实验使用的激光剥蚀系统是由美国相干(Coherent)公司生产,仪器类型为GeoLas HD ArF准分子激光器,波长193 nm,与ICP-MS联机,可以进行锆石微量元素和U-Pb同位素的微区分析。该剥蚀系统可在样品表面形成近乎完美的平顶(flat top)束斑,束斑直径可在 5～160 μm 逐档变化;单脉冲能量可达200 mJ,最高重复频率20 Hz,平均功率4 W,经光学系统匀光和聚焦能量密度可达20 mJ/cm2。

1.2 分析方法

(1)仪器参数优化

实验前先对ICP-MS仪器参数进行优化,通过引入Agilent 生产的标准调谐液(1ppb的 Li、Co、 Y、 Ce、Tl等),对仪器主要的工作参数(RF线圈功率、RF匹配、采样深度及载气流速等)进行自定义调谐,提高元素分析灵敏度、降低氧化物和双电 荷 产 率 的 干 扰。通 常 以RSD＜5%,氧 化物156CeO+/140Ce+＜2%,双电 荷70Ce++/140Ce+＜3%,质量轴±0.05,峰宽0.6～0.8为参考条件,将仪器调谐到最佳分析状态。然后调整激光器能量密度、剥蚀频率、氦气流速等参数,对实验条件进行优化,以锆石91500为标样、以Ple为监控样检验仪器调谐后的稳定性和测试结果的准确性。经过长期试验,本实验采取的主要工作参数如表1所示。

表1 LA-ICP-MS主要工作参数Table 1 Major working parameters of the LA-ICP-MS

(2)样品前期处理

首先用常规方法将原岩样品进行物理破碎,并经淘洗后进行磁法和重液分选,在双目显微镜下挑选出纯净的锆石颗粒。其次将锆石颗粒制成环氧树脂制靶,然后打磨并抛光使其中心暴露出来。最后对靶上锆石进行显微镜下透射光、反射光观察、照相,并进行阴极发光或背散射电子成相,以确定锆石内部结构和成因类型。

(3)实验分析

锆石U-Pb同位素测试采用点剥蚀的方式,以91500为外标,Plešovice、Temora1或Qinghu为 监控标样。每测定6个样品点加测1组标样(2个91500)和1个 监 控 标 样(Plešovice、Temora1或Qinghu),背景采集时间20～30 s,样品剥蚀时间50 s,管路吹扫时间20～30 s,信号采集时间共100 s。激光剥蚀过程中采用氦气作载气,氩气为补偿气调节仪器灵敏度,两者在进入ICP之前通过一个T型接头混合。测试过程中,在每个批处理的首尾分别加测1组标样(NIST SRM 610和NIST SRM 612)对仪器的质量歧视和漂移进行校正(王岚等,2012;刘勇胜等,2013)。详细实验参数见表1所示。

2 数据处理

与分析时间有关的U-Pb同位素比值漂移,利用标准锆石91500的同位素比值变化采用线性内插的方式进行校正,标准锆石91500的U-Pb同位素推荐比值参考Wiedenbeck et al.(2004),采用锆石Plešovice、Temora1或Qinghu作为监控样,监测分析精度。样品的同位素比值及元素含量采用 ICPMSDataCal 10.9软件(Liu et al.,2010)进行处理分析,锆石U-Pb年龄谐和图绘制及年龄加权平均值计算采用Isoplot 3.0软件来完成(Ludwig, 2003)。锆石微量元素含量的计算利用NIST SRM 610作为外标、29Si作为内标的方法进行定量计算,NIST SRM 610中元素含量的推荐值参考Jochum et al.(2011)。锆石U-Pb同位素比值、年龄数据及锆石微量元素单次测量的标准偏差为1σ,年龄加权平均值采用2σ。

3 分析结果

以锆石91500和NIST SRM 610为标样,测定了Plešovice、Temora1和Qinghu的U-Pb同 位 素、微量元素和NIST SRM 612微量元素。

3.1 不同锆石标样U-Pb年龄分析结果

监控样品可以及时反映锆石U-Pb定年日常实验的仪器稳定性和数据可靠性。自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室2020年和2021年上半年累计测试了近80000个测试点,为利用监控样监测实验室仪器分析状态和实验测试结果提供了前提和保障。采用的监控样品主要为锆石Plešovice,Temora1和Qinghu,采用的激光斑束直径为32 μm。

(1)Plešovice锆石

锆石Plešovice是该实验室最常用的锆石U-Pb分析监控样品,为了检验实验方法的有效性和仪器的稳定性,定期对监控样Plešovice的年龄进行统计分析。文章分别随机选取2020年上半年、2020年下半年和2021年上半年某一时间段内Plešovice U-Pb年龄结果,分析实验方法的有效性和实验结果的可靠性。所选取的2020年上半年(5月11日—19日)测试的214个锆石Plešovice测试点U-Pb年龄比较集中,在U-Pb谐和图上表现为密集簇状分布在谐和线及其附近(图1a)。因统计数据中有少数测点谐和度稍差,年龄值起伏在用Isoplot做图时未能计算出一致年龄,但从样品谐和度(主体≥98%,平均值＞97%)及整体分布来看,207Pb/235U年龄整体上与206Pb/238U年龄相一致,获得的206Pb/238U年龄加权平均值为337.34±0.44 Ma(MSWD=1.2,N=214;图1b),可以代表样品的年龄。2020年下半年(10月24日—31日)测得的225个Plešovice数据在U-Pb谐和图中的投影呈现密集簇状,分布于谐和线及其附近(图1c),获得的一致年龄为337.89±0.56 Ma, 与206Pb/238U年 龄 加 权 平 均 值337.96±0.45 Ma(MSWD=0.42,N=225)一致(图1d)。2021年上半年(6月8日—12日)所测的232个Plešovice数据的U-Pb年龄比较集中,在U-Pb谐和图上表现出密集簇状分布在谐和线及其附近(图1e),一致 年 龄 为337.97±0.29 Ma(MSWD=1.3),与206Pb/238U年 龄 加 权 平 均 值337.95±0.41 Ma(MSWD=0.77,N=232)一致(图1f)。

图1 不同时间段Plešovice锆石U-Pb谐和图和年龄加权平均值Fig.1 U-Pb concordia plot and weighed mean age of the zircon Plešovice in different periods

(2)Temora1锆石

以91500为外标,获得了125个Temora1数据,计算出的206Pb/238U年龄在401～433 Ma范围,主要集中在413～418 Ma,在U-Pb谐和图上表现出密集簇状,集中分布在谐和线及其附近(图2a)。因实验测试点数较少,少数测点结果浮动较大,在用Isoplot作图时未获得一致年龄,但所有测点整体保持了较高的谐和度,说明207Pb/235U年龄与206Pb/238U年龄整体上是一致的,获得的206Pb/238U年龄加权平均值为416.0±1.1 Ma(MSWD=1.4,N=125;图2b)。

图2 Temora1锆石U-Pb谐和图及年龄加权平均值Fig.2 U-Pb concordia plot and weighed mean age of the zircon Temora1(a) U-Pb concordia plot; (b) Weighed mean age

(3)Qinghu锆石

以91500为外标,测得84个Qinghu数据,计算出的206Pb/238U年龄在144～171 Ma范围,主要集中在157～163 Ma,在U-Pb谐和图上表现出密集簇状,集中分布在谐和线及其附近(图3a),206Pb/238U年龄加权平均值为160.4±0.7 Ma(MSWD=3.6,N=84;图3b)。因Qinghu标样为小颗粒锆石作为实验室的辅助监测样,并没有进行严格的照相选择环带发育较好的点位,故年龄结果有一定的起伏,但整体上具有较高的谐和度和集中的年龄范围,207Pb/235U年龄与206Pb/238U年龄整体上是一致的。

图3 Qinghu锆石U-Pb谐和图及年龄加权平均值Fig.3 U-Pb concordia plot and weighed mean age of the zircon Qinghu(a) U-Pb concordia plot; (b) Weighed mean age

3.2 未知样品U-Pb年龄结果

为了验证自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室锆石U-Pb同位素分析结果的可靠性,选取此前在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室已经测试的锆石样品11-5(206Pb/238U年龄加权平均值为523.0±1.9 Ma,MSWD=0.6,N=26),在自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室重新开展了锆石U-Pb测年。其中有两个点偏离谐和线落入谐和线右方,可能为207Pb含量较低测试偏差引起,剔除少数不谐和年龄点之后,获得206Pb/238U年龄加权平均值为524.2±2.4 Ma(MSWD=1.5,N=18),两个年龄值在实验误差允许条件下一致(图4)。

图4 样品11-5不同实验室U-Pb年龄对比图Fig.4 Comparison of U-Pb concordia plot for sample 11-5 from different Laboratories(a) Results from the Key Laboratory of Paleomagnetism and Tectonic Reconstruction; (b) Results from the State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources

3.3 微量元素分析结果

在进行U-Pb同位素测定的基础上,对每个测点同步开展了微量元素分析。以NIST SRM 610为外标,以29Si为内标,分别对标准样品91500和NIST SRM 612进 行La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等 主 要稀土元素分析。文章分别选取了锆石91500和NIST SRM 612的108和123个测点,测试了微量元素含量,结果如图5所示,其中灰色区域表示各元素图谱分布范围,实线表示平均值和标准值。

图5 锆石91500和NIST SRM612标样稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(球粒陨石标准值据Sun and McDonough,1989;91500锆石的微量元素平均含量的参考值据王岚等,2012)Fig.5 Chondrite-normalized REEs patterns of the standard sample 91500 and NIST SRM612 (Chondrite-normalized values are cited from Sun and McDonough,1989;reference values of trace elements for zircon 91500 are cited from Wang et al., 2012)

4 讨论

4.1 锆石U-Pb年龄准确性分析

(1)Plešovice锆石

Plešovice锆石是挪威卑尔根大学地球科学系实验室U-Pb测定标准,Sláma et al.(2008)报道的TIMS法测出206Pb/238U年龄为337.13±0.37 Ma。侯可军等(2009)以GJ-1为外标,利用LA-MCICP-MS法测出的206Pb/238U年龄加权平均值为337.3±0.9 Ma。王岚等(2012)以GJ-1为外标,利用LA-ICP-MS 获得的206Pb/238U年龄加权平均值为338.7±2.4 Ma。此次实验以91500为外标,从Plešovice锆 石 的3批 共671个 测 点 中 获 得 的206Pb/238U年龄主要集中在335～338 Ma,分别获得了337.34±0.44 Ma(MSWD=1.2,N=214)、337.96±0.45 Ma(MSWD=0.42,N=225)和337.95±0.41 Ma(MSWD=0.77,N=232)的206Pb/238U年龄加权平均值。实验随机选取2020上下半年和2021上半年内某一小时间段内测试结果进行统计分析,从锆石年龄的谐和度和一致年龄可以看出207Pb/235U年龄与206Pb/238U一致,并且不同时间段内的一致年龄和年龄加权平均值非常接近。这些结果在误差范围内与国内外Plešovice标样的参考值一致,说明自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室建立的U-Pb测年方法在不同时间段内保持了年龄结果的准确性和长期稳定性。

(2)Temora1锆石

Temora1锆石产自澳大利亚东南部新南威尔斯的Temora镇,是澳大利亚国立大学U-Pb同位素分析标样,TIMS法和SHRIMP获得的206Pb/238U 年龄分别为416.75±0.24 Ma和416.6±1.0 Ma(Black et al.,2003)。Yuan et al.(2004)利用LA-ICPMS法获得的206Pb/238U 年龄加权平均值为415.2±4.1 Ma。谢烈文等(2008)通过LA-ICP-MS获得的年龄为416±5 Ma。文章利用LA-ICP-MS方法对Temora1标样的125个测点获得的206Pb/238U年龄主要集中在413～418 Ma范围,年龄加权平均值为416.0±1.1 Ma(MSWD=1.4,N=125),与上述推荐的标准年龄值在误差范围允许范围内一致。

(3)Qinghu锆石

Qinghu锆石样品采自中国广东化州与广西陆川的交界之处的清湖岩体,为中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室的内部标准。Li et al.(2009)报道的206Pb/238U TIMS年龄为159.38±0.12 Ma。李献华等(2013)对Qinghu锆石颗粒进行U-Pb同位素分析,获得206Pb/238U平均值为159.7±3.8 Ma。侯可军等(2009)利用LA-MCICP-MS获得的206Pb/238U年龄为159.7±0.5 Ma。文章采用LA-ICP-MS 法测得84个Qinghu数据的206Pb/238U年龄主要分布在157～163 Ma较窄的范围,年龄加权平均值为160.4±0.7 Ma(MSWD=3.6,N=84),与已有报道的年龄在误差允许范围内一致。测试精度不高的原因是部分锆石颗粒较小,剥蚀时间较短等因素。

(4)样品11-5

除了对上述Plešovice等标样U-Pb测年之外,文章对样品11-5开展不同激光剥蚀—电感耦合等离子质谱实验室测年结果对比研究,在自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室获得的206Pb/238U年 龄 加 权 平 均 值 为524.2±2.4 Ma(MSWD=1.5,N=18),与此前在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室测得的523.0±1.9 Ma(MSWD=0.6,N=26)在误差允许范围内一致,验证了该实验室建立的锆石UPb同位素分析方法是比较可靠的。

4.2 微量元素结果分析

在锆石U-Pb同位素分析过程中,以NIST SRM 610为外标,同 步分析 了La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Nb、Hf、Ta等微量元素含量,并与国内外其他实验室测得的参考数值进行对比,以验证实验方法的可行性和数据的准确性。91500作为宝石级别的锆石颗粒,具有相对稳定的微量元素含量,随机选取的108个91500测点表现出一致的稀土含量特征,除元素含量特别低的La(平均值0.006×10-6、Nd(平均值0.024×10-6)和Pr(平均值0.024×10-6)之外,其他稀土元素含量变化范围较小,在稀土元素标准化配分模式图中分布于较窄的变化区间内(图5a)。虽然91500的La、Pr和Nd元素因含量低、接近仪器的检测限使得测试误差偏大,但所有测试点的微量元素含量的平均值与国内外实验室测得的推荐值非常接近,对应两条曲线在稀土元素标准化配分模式图中重合或近重合(图5a)。以NIST SRM 610为外标,测得123个NIST SRM 612测点的微量元素含量值非常接近,在稀土元素标准化配分模式图中分布在较窄的变化区间内(图5b),各元素的平均含量与推荐值(Jochum et al.,2011)含量一致,对应两条曲线在稀土元素标准化配分模式图中重合(图5b)。上述结果表明利用此实验方法获得的微量元素含量比较准确,测试结果可靠。

4.3 影响实验数据准确度的因素探讨

在LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析中,决定实验数据精度的关键因素在于保证被分析元素具有足够高的灵敏度、进样信号稳定性,及对元素分馏效应进行有效控制和校正。要想获得精确的年龄数据,一方面是寻找适合锆石同位素测试的仪器参数,以降低剥蚀过程中产生的分馏效应,同时又要保证被分析元素具有足够高的灵敏度和信号稳定性,另一方面是采用有效的方法对元素分馏效应、质量漂移进行校正(周亮亮等,2017)。对实验的仪器参数的优化主要包括激光器的能量密度、剥蚀频率、氦气流速及质谱仪的RF功率、采样深度、载气(氩气)流速等主要工作参数。

(1)不同斑束直径对年龄结果的影响

自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室主要开展了16 μm、24 μm、32 μm和44 μm斑束直径的U-Pb同位素分析工作,以Plešovice锆石为监控样,在相同的能量密度(5.0 mJ/cm2)、载气流速(0.4 L/min)和剥蚀频率(5 Hz)等实验条件下(详细参数见表1),分析不同斑束直径对锆石U-Pb年龄结果的影响。此实验室常用的斑束直径为32 μm,只有当待测锆石颗粒较小时采取较小斑束进行实验,对U含量偏低的样品采取适当增加斑束直径的方法提高分析精度。因此,使用16 μm、24 μm和44 μm测得的Plešovice监控样数据整体上相对少,文章选择最能代表锆石形成时代的206Pb/238U年龄对不同斑束测得的结果进行对比分析。从图6中Plešovice结果可以看出,除了实验结果比较稳定的32 μm斑束直径之外,较小束斑直径(16 μm和24 μm)也可以获得可靠的锆石U-Pb年龄,获得的206Pb/238U年龄加权平均值分别为339.5±2.1 Ma(MSWD=1.2,N=24)和339.10±0.57 Ma(MSWD=1.6,N=235),稍高于国内外实验室的推荐值337.13±0.37 Ma (Sláma et al.,2008),但在实验误差允许范围内比较接近。较大斑束44 μm的Plešovice206Pb/238U年龄加权平均值为337.28±0.81 Ma(MSWD=1.18,N=39),与推荐值一致。在相同能量密度条件下,较小的斑束直径(16 μm和24 μm)获得的样品剥蚀量相对偏低,这对仪器测量的精度产生一定的影响,表现出相对大的误差值,在加权平均图谱上也表现出相对分散的特征。虽然小斑束直径(16 μm和24 μm)剥蚀采样获得的年龄加权平均值和MSWD值略微偏高,但仍然可以获得与标样推荐值相接近的年龄值。排除统计点数量及随机误差等因素外,相比之下使用32～44 μm的大斑束直径可以获得更加接近推荐值的年龄。

图6 不同斑束直径剥蚀取样获得的Plešovice U-Pb 谐和图及年龄加权平均值Fig.6 U-Pb concordia plot and weighed mean age of the zircon Plešovice obtained by different beam spot diameters

此外,自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室通常采用32 μm斑束直径开展U-Pb同位素分析,当样品的锆石颗粒较小或者目标区域较小时方采用较小斑束(通常采用16 μm和24 μm),所以不同斑束直径获得年龄数据存在数量上的巨大差别,16 μm和24 μm的年龄数据相对缺少。对已有数据统计表明,用小斑束直径获取的年龄结果与32 μm的年龄结果偏差较小(2 Ma左右),随着数据量的增加,将更好地反映不同斑束对锆石年龄结果准确性的影响。因此,自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室需要在未来一段时间进一步加强对小斑束年龄结果的统计和分析工作,综合分析不同斑束直径对年龄结果的影响。

(2)不同时间段仪器检测灵敏度变化对年龄结果的影响

从监控样Plešovice锆石的U-Pb年龄结果可以看出,在一个较长时间段内U-Pb年龄总体上保持稳定并与推荐值一致,但是在相对较短的时间内,由于仪器检测灵敏度的动态变化可能会导致分析结果在一定范围内波动。文章以24 μm 束斑直径获得的Plešovice年龄结果为例(图7),在选取的某一时间段内所有测点的U-Pb年龄加权平均值为339.1±0.6 Ma, 但在不同时间阶段表现出一定的波动性,在5个相对小的时间阶段内U-Pb年龄加权平均值分别为337.0±0.8 Ma、341.2±1.6 Ma、339.2±1.3 Ma、341.7±1.6 Ma和335.9±1.5 Ma(图7)。这种监控样U-Pb年龄结果随时间变化的特征表明,仪器检测灵敏度随时间的变化可能对年龄结果产生一定的影响。在校正样品年龄时,可以考虑利用所测得的Plešovice年龄的加权平均值与推荐值之间的年龄差去校正被测样品年龄,从而提高被测样品年龄的准确度。

图7 不同时间段内24 μm斑束直径获得的Plešovice U-Pb年龄加权平均值Fig.7 Weighed U-Pb mean ages of the zircon Plešovice with the 24 μm beam spot diameter in different periods

5 结论

(1)利用自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室新引进的GeoLas HD型193 nm ArF准分子激光剥蚀系统和Agilent 7900型四极杆电感耦合等离子体质谱仪,成功建立了LA-ICP-MS锆石UPb测年和微量元素分析方法和实验流程,通过实验测试确定了仪器最佳工作参数。

(2)以91500为外标,对Plešovice、Temora1和Qinghu锆石开展了LA-ICP-MS U-Pb同位素分析,获得了Temora1锆石206Pb/238U年龄加权平均值为416.0±1.1 Ma,Qinghu锆石206Pb/238U年龄加权平均值为160.4±0.7 Ma,3个不同时间段内Plešovice锆石206Pb/238U年龄加权平均值为337.34±0.44 Ma、337.96±0.45 Ma和337.95±0.41 Ma,所测结果与标样的推荐值在误差范围允许的条件下一致,并且在不同时间段内保持了年龄结果的准确性和长期稳定性。

(3)对未知年龄样品11-5开展不同实验室测年结果对比研究,在此实验室获得的206Pb/238U年龄加权平均值为524.2±2.4 Ma,与此前在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室测得的523.0±1.9 Ma在误差允许范围内一致,说明此实验室建立的锆石U-Pb同位素分析方法是可靠的。

(4)以NIST SRM 610为外标,分析了锆石91500和NIST SRM 612标准样品的微量元素含量,结果与推荐值一致,说明利用文章所建立的微量元素测试方法比较可靠,实验获得的微量元素含量比较准确。

(5)探索了不同斑束直径对U-Pb年龄结果的影响,结果表明16～44 μm剥蚀直径可以获取可靠的锆石U-Pb年龄,在相同的能量密度和剥蚀频率条件下,32 μm和44 μm比小斑束直径(16 μm和24 μm)所测得的锆石U-Pb年龄更加精准。

(6)讨论了不同时间段仪器检测灵敏度变化对年龄结果的影响,认为利用监控样U-Pb年龄的加权平均值与推荐值之间的差值去校正被测样品年龄,可以提高被测样品年龄的准确度。致谢:感谢中国地质科学院矿产资源研究所侯可军博士和西北大学地质学系第五春荣教授等在测试技术与方法方面的帮助与指导。感谢中国地质科学院地质研究所王彦斌研究员对本文提出的宝贵意见。