LA-ICP-MS锆石年代学数据处理
斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法及应用
斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法及应用李艳广;汪双双;刘民武;孟恩;魏小燕;赵慧博;靳梦琪【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2015(000)012【摘要】对基性、超基性岩形成年龄进行精确测定一直以来都是同位素地质年代学领域比较棘手的科学难题。
由于采用岩石中锆石的年龄来指示基性、超基性岩的形成年龄往往存在诸多争议，越来越多的研究人员将目光投向了斜锆石，所采用的测试手段以往多为热电离质谱(TIMS)或具有原位、微区优势的二次离子质谱(SIMS) U-Pb 测年方法，进入21世纪以来，有研究人员开始尝试采用发展迅速且潜力巨大的激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术进行斜锆石 U-Pb 年龄测定。
然而，斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法仍处于探索阶段，相关方法论方面的研究也是鲜有报道。
本文对前人的斜锆石 U-Pb 定年研究进行了综合评述，并报道探索开发出的一套新的LA-ICP-MS 斜锆石 U-Pb 定年方法。
本文着眼于斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法，探索适用于斜锆石的激光条件和质谱参数，以斜锆石标准样品 Phalaborwa 为研究对象，建立了适用于斜锆石的 LA-ICP-MS U-Pb 定年测试方法，并将其应用于金川岩体中的斜锆石 U-Pb 年龄测定中，得到了较为准确的年龄结果。
本文依据“截距法”的理念编制了“BUSTER”数据处理程序，并基于斜锆石 Phalaborwa 和金川岩体斜锆石两次测试结果将其与目前常用的基于“ROM 法”或者“MOR 法”的数据处理软件“Glitter”和“ICPMSDataCal”中的“无内标单外标”模块进行了系统比较。
结果表明，就这两次测试的准确度而言，“BUSTER”要优于“Glitter”和“ICPMSDataCal”，但测试精度则不及后者，这与相关数值拟合优度及采用的误差传递策略不同有关。
另外，本文利用SHRIMP 方法对金川岩体中的斜锆石样品进行了测定，测试结果与采用本次研究所开发的斜锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法得到的测试结果在误差范围内一致。
江西武夷山地区杨林钼矿成矿岩体LA—ICP—MS锆石U—Pb年代学研究
江西武夷山地区杨林钼矿成矿岩体LA—ICP—MS锆石U—Pb年代学研究作者：黄卫平曾德华来源：《地球》2013年第03期[摘要]杨林钼矿是武夷山成矿带新发现的一小型钼矿床，成矿岩体为黑云母二长花岗岩。
本文首次利用LA-ICP-MS方法对黑云母二长花岗岩进行锆石U-Pb同位素分析，获得其成岩年龄154±2Ma。
这一年龄与武夷成矿带中的金溪熊家山钼矿、行洛坑钨钼矿、漳平北坑场钼多金属矿以及铅山篁碧钼多金属矿等矿床的成矿年龄十分接近，说明杨林钼矿与熊家山钼矿等矿床为同一动力地质背景下岩浆活动的产物。
[关键字]杨林钼矿黑云母二长花岗岩武夷山成矿带锆石U-Pb 江西[中图分类号] P597.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-62-20 前言武夷山成矿带地处赣闽两省交界部位，是中国东南部一条重要的铜多金属成矿区带，成矿地质条件优越，区内分布着一系列大型—超大型矿床，如冷水坑银铅锌矿、永平铜矿、行洛坑钨钼矿、熊家山钼矿、紫金山铜金矿等，为国家经济建设和社会持续发展发挥重要作用。
杨林钼矿位于江西省铅山县南西直距约20km，地处扬子板块与华夏板块碰撞拼贴带萍乡—广丰深大断裂南侧，北武夷隐伏基底断裂附近，为武夷成矿带中新发现的小型钼矿床。
由于该矿床的研究程度较低，缺少精确的成岩成矿年龄数据，制约了矿床的深入研究和进一步的找矿工作。
本文首次利用LA-ICP-MA方法对与成矿关系密切的黑云二长花岗岩进行锆石U-Pb年代学研究，以期对杨林钼矿成矿年代进行限定，指导区域上同类型矿床的找矿工作。
1 矿区地质概况区内出露地层单一，主要为中元古代铁砂街岩组和第四系（图1）。
铁砂街岩组岩性主要有黑云斜长角闪变粒岩和斜长角闪变粒岩。
区内断裂发育，地表共出露6条构造破碎带，分别为北西向的F1、F2、F3、F4和北东向的F5、F6，都为张性断裂，且延深较浅。
破碎带均表现为较强烈的硅化，并伴有钼矿化，为矿区的赋矿构造[1]。
LA-ICP-MS数据处理步骤_修改2)
西北大学大陆动力学国家重点实验室 LA-ICP-MS数据处理步骤微区分析研究室制2008-4-25第一步按照作样时的EXCEL记录表，以样品名命名建一个文件夹，然后将属于该样品的子文件夹放到其中，如下图所示。
然后将该文件夹拷贝一份，在一个里面做年龄计算，在另一个拷贝的文件里面做含量计算在调数据前，请弄清楚自己所做定年样品的岩石类型，因为不同的岩石类型其年龄结果的表示方式有很大差别。
尤其是对于变质成因的锆石，首先应仔细研究锆石的晶形、CL图像，因为：（Martin., EPSL, 2008）调数据，应对照CL图像，观察激光剥蚀的位置，因为复杂锆石不同的部分，具有不同的成因，以及不同的年龄结果（如下图所示）；如果所激光所剥蚀的位置为核幔边的交叉部位，那该分析点数据仅供参考，慎用。
(Rubatoo et al., EPSL, 1999)第二步进行信号的选择，处理数据。
1 在桌面上找到如下图标，双击运行。
2 弹出“Gliter”，点击“Isotope ratios”3 弹出4。
单击File——>Load Data找到所要处理的数据的文件夹，双击该文件夹5 弹出一个提示，点击确定6 弹出Standards，7 在Reference Material下选91500 U/Pb standard zircon8 (1)点击Multiple dwells，然后单击Set Dwell Times，会出现一个对话框，修改在每个元素（峰）上设置的Dwell time，锆石U/Pb测年设置的Dwell time一般为Ti 和 Pb（206，207，208）为20ms， Th、U 为10ms；其余为6ms，修改完后Accept注：修改Dwell time时，用鼠标双击每一个元素Dwell time所对应的条框，然后输入相对应的值，切记输入后按Enter；9 对照你作样时Excel的记录表，选中91500，然后Accept，每选中一个91500样品的序号前就会自动加一个“*”号注：如果记录错误，或选错91500那麽后面的步骤将很难进行，或数据有明显的错误10 单击Window——>Options，需要选三个地方（1）Select Std Yield Ration Interpolation——> Linear Fit to ratios(2)Select Signal Marker mode——>All analyses markers independent（3）将Seltect Std Uncertainty ——>改为2（将1.00000全选，输入2，即可）注：这一步非常关键，否则数据处理可能会难以进行11 选择信号Window——>Review Signal Selection12 弹出Review Signal Selection对话框，这时最好打开两个Review Signal Selection（选U），一个为Count/sec;一个为Isotope rations（选206Pb/238U），注：比值选最平的那一段，同时要注意观察Counts信号13 Glitter提供了一个可供观察的协和图（比较粗略）。
一 LA ICPMS锆石U Pb测年技术
LA-ICPMS锆石U-Pb测年技术主要内容一、 LA-ICP-MS介绍二、锆石U-Pb年代学三、激光剥蚀样品制备（靶）四、激光剥蚀数据处理一、 LA-ICP-MS介绍LA-ICPMS是什么•激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪——L aser A blation-I nductively C oupled P lasma-M ass S pectrometry（缩写为LA-ICPMS）•基本原理：将激光微束聚焦于样品表面使之熔蚀气化,由载气将样品微粒送入等离子体中电离,再经质谱系统进行质量过滤,最后用接收器分别检测不同质荷比的离子。
激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）剥蚀池6LA-ICP-MS 是一种新发展和建立起来的定年方法, 它是利用等离子体质谱计(ICPMS)进行U-Th-Pb 同位素分析.先将锆石样品用环氧树脂浇铸在一个样品柱上(mount), 磨蚀和抛光至锆石核心出露, 无需喷炭或镀金. 也无需将标样置于同一 mount 中. 将这个mount 和标样放置于同一样品舱内. 用激光剥蚀锆石使其气化, 用Ar 气传输到ICP-MS 中进行分析.LA-ICP-MS能够作什么？•同位素比值分析（精度低）•元素含量分析（主、微量）•整体分析(低空间分辨率，剥蚀直径0. 1 ～4mm，剥蚀量为1 μg ～0. 1g)•微区分析（高空间分辨，剥蚀直径1 ～100 μm，剥蚀量为1pg ～1μg)•空间分辨分析（高、低空间分辨）•深度分析•扫面分析（Mapping）岩石、矿物、流体/熔体包裹体、金属、有机物……LA-ICPMS分析的技术优势1.样品制备简单2.原位、“无损”3.低样品消耗量4.低空白/背景5.高空间分辨率(>5µm或者>100nm)6. 高效率(单点分析<3min)7. 避免了水、酸所致的多原子离子干扰8. 可以同时测定主、微量元素•Gray (1985)率先将ICP-MS与激光剥蚀系统相结合，开创了LA-ICP-MS微区分析技术(第一代ICP-MS于1984年出现)；•Jackson et al. (1992) 展示了LA-ICP-MS在地质样品微量元素定量分析中的潜力；•Fryer et al. (1993)将LA-ICP-MS应用于锆石U-Pb同位素定年。
LA-ICP-MS工作参数优化及在锆石U-Pb定年分析中的应用
LA-ICP-MS工作参数优化及在锆石U-Pb定年分析中的应用周亮亮;魏均启;王芳;仇秀梅【摘要】将激光器(LA)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)联用避免了溶液分析繁琐、耗时的前处理操作,减少了样品制备过程中可能带来的污染,同时又具备分析成本低、测试速度快、分析数据精度高等优势.本文将LA与ICP-MS联接使用,通过激光能量密度和剥蚀频率组合来讨论较低的元素分馏效应,同时匹配RF功率、采样深度、载气及He气流速等主要工作参数以获得较高的元素信号灵敏度和稳定性,从而得到仪器最优工作参数组合,建立了可靠的锆石U-Pb定年方法.通过对锆石标样91500、GJ-1及Ple(s)ovic互测结果表明,其206Pb/238U加权平均年龄分别为1063.9±6.0 Ma(2σ,n=20)、600.3±2.6 Ma(2σ,n=27)及337.6±1.7Ma(2σ,n=20),测试结果准确度和精度均在1%范围内,与前人报道的误差范围一致.使用优化后的仪器参数对来自鄂东南铜绿山矿区石英正长闪长玢岩岩体中的实际锆石样品进行测试,获得其206Pb/238U年龄与前人研究结果基本一致,表明本法能准确地对锆石进行定年分析.%Laser Ablation (LA) combined with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) avoids cumbersome analysis of solution and time-consuming pre process, thus reducing possible pollution during sample preparation.Moreover, LA-ICP-MS has the advantages of low cost, rapid determination, and high precision of analysis data.The lower fractionation effect of elements is discussed by combing laser energy density and denudation frequency.Meanwhile, the main working parameters such as RF power, sampling depth, carrier gas and He gas flow rate are matched to obtain high sensitivity and stability of the signal.Based on these, the optimal parameters of the instrument areobtained and reliable zircon U-Pb dating method is established.By mutual determination of zircon age standard substance 91500, GJ-1, and Ple(s)ovic, the respective weighted average ages of 206Pb/238U were 1063.9±6.0 Ma (2σ, n=20), 600.3±2.6 Ma (2σ, n=27), and 337.6±1.7 Ma (2σ, n=20).The accuracy and precision are within 1%, consistent with previousing the optimized parameters of the instrument, the quartz-orthoclase diorite porphyrite from the Tonglushan Orefield in Southeast Hubei has the 206Pb/238U age of zircon, basically consistent with the previous results, indicating that this method can be used for zircon U-Pb dating.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】10页(P350-359)【关键词】激光剥蚀电感耦合等离子体质谱;参数优化;元素分馏指数;信号灵敏度;信号稳定性;206Pb/238U加权平均年龄【作者】周亮亮;魏均启;王芳;仇秀梅【作者单位】湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034;湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034;湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034;湖北省地质实验测试中心,湖北武汉 430034【正文语种】中文【中图分类】O657.63;P597.3激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是由Gray(1985年)、Houk(1987年)、Arrowsmith(1987年)等在ICP-MS的基础上使用激光器进样的方式，实现了样品固体分析技术[1]。
激光探针等离子体质谱法（LAM—ICPMS）用于年龄锆石U—Pb定年
雾 化 气 流 速 （Ｎｅｌｍｌｉ耐 ｇａｓｆｌｏｗ）
０ ９２５～１ ０５ Ｔ／ｒａｉｎ
透镜 电 压 （Ｌｅｎｓ ｖｏｌｔａｇｅ）
８ ０～９ ０ Ｖ
四 扳杆 前 端偏 压 （ＡＣ ０ｆｆｓｅｔ ｖｏｌｔａｇｅ）
一１５ ４ ｖ
质 谱扫 描 方式 （ＭＳ ８ｃａｎ ｒｌｌｏｄｅ￣） 质 量分 辨 率 （Ｍａｓｓ￣ｓｏｌｍｉｏｎ）
需 １～１．３ ｍｉｎ时间。分析 流程为 载气 空 白、监 控 标 样和锆石 样品循环进行 。因 ＮＩＳＴ６１０合 成玻璃标 样 与锆石 的基体相差极 大 ，采用 ＮＩＳＴ６１０作校正标 样 常出现相反 的 Ｐｂ／Ｕ比值偏 差。本研 究使 用实验 室锆石标 样 ＮＭ１５ （内蒙古 伟晶岩锆石 ）作监 控标 样 ，Ｐｂ／Ｕ比值 校正 系数优于 ５％ 。将所 获得 的数 据 对应地减 去 Ａｒ载气 空 白的平 均值 ，而 ２ｏ４Ｈ＃的扣 除 是 采 用 Ｐｈ＝２￣Ｍａｓｓ一２．３００ ７４×２ｏ２Ｈ＃校 正 方程 。 剔除 出现 （ ｕ）尖 峰信号的数据 组 ．然后求 一Ｐｈ／ ”Ｕ、 ｐｂ／２ｏ４ｐｂ（对 老锆石还 需求 Ｐｂ／一Ｐｈ）比值 及其标准 偏差 （１ ，即为每条 扫描线 的测定结果 。 最 后 ，利用 ＩＳＯＰＬＯＴ程序计算 同一锆石 样品 的上 述 同位素 比值 的加权平 均值 及其 年龄 。 当 岬 ｂ／ Ｐｈ 大 于等于 ２ｏｏ（年 轻锆 石）或大 于等于 ３ ｏｏｏ（年老锫
２．２ 质 ■歧视 的消减
ＬＡＭ—ＩＣＰＭＳ同位 素 比值测 量 不 可 避免 地 会受 到 ＩｃＰ．Ｍｓ的质 量歧 视效应 的影 响 ；这种 效应 不仅 来 源于检测 器 ，还存 在于离子 进入质谱计 之前 的飞 行 通道 中 ，即空 问 电荷效 应 １；它严 重地 影 响 了 ＬＡＭ—ＩｃＰＭｓ定年 中 Ｐｂ／” ｕ 比值 的准确测 定 。至 今 尚未有在仪 器上解 决这 一问题 的报道 。我 们 的研 究发 现 ，ＬＡＭ．ＩＣＰＭＳ的质量歧视效 应与仪 器的工作 参数 （如雾 化气流 速 、透镜 电压 、质 量分辨率 及杆前 偏置 电压等 ）关 系密切 。在 表 １给定 的优化分 析参数 条件下 ，杆前偏 置 电压 的改变对仪 器的质量歧 视效
锆石Hf同位素：MC-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS分析结果的比较
表 2; 锆石 !" 分离流程 #)C’/ 2; @/^)&)E%D, D" !" "&DM _%&‘D,F
步骤
27 平衡 87 载样 :7 淋洗基体元素 G7 接收 !" 元素
酸
体积
2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+ 2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+ 2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+ 2 MD’ Y 6 !=’ Z 97 2 MD’ Y 6 !+
G; 结果及讨论
锆石样品的 !" 同位素分析结果（ 表 8）显示，首先，在采 用 *=<>=?<*@ 分析的三个锆石样品及其平行样的结果中， 同一样品的 !" 同位素组成在误差范围内高度一致。这表明 用单柱离子交换色谱法分离锆石的 !" 元素，可以达到很好 的分离效果，能够保证 !" 同位素分析结果的再现。其次， *=<>=?<*@ 和 60<*=<>=?<*@ 两种分析方法获得了在误差 范围一致的结果，表明用这两种方法获得的锆石 !" 同位素 组成具有很好的可对比性。
为了保证分离效果，每次在离子交换柱使用前后均采用 K* !=’ L 8G* !+ L !8 O 各 28M6 清洗一次。经测定，两次清 洗后的离子交换柱空白可达到 : ] 29 T 22 U 以下。
!" 同位素分析是在中国科学院地质与地球物理研究所 +%,,%U), Q/^Ea,/ 型 *=<>=?<*@ 上完成的。在 *=<>=?<*@ 分 析时，采用静态接收方式测量2J8 IC、2J: IC、2J4 6a、2J（K IC、6a、 !"）、2JJ !"、2JP !"、2J3 !"、2P9 !" 和2P8 .，使 用 !" 标 准 溶 液 1*= GJ4 监测仪器的稳定性，同时对样品进行外部校正。分析过 程中，仪器对一个样品采集 3 组共 39 个数据进行统计。在 每次测量之前进行基线测量作为样品测量的背景，在随后的 样品测量后进行自动在线校正。在每次测完样品溶液之后， 用 8\ !QO: Z 2\ !+ 溶液清洗约 G L PM%,，检测2P9 !" 信号 降至 89 L :9!b 后，开始下一个样品的测量。每个样品总的 测量时间为 24 L 89M%,。
工作笔记——锆石定年
工作笔记——锆石定年工作笔记—锆石定年2014年4月4日，于中国地质科学院地质所，经与多接受等离子质谱实验室联系，老师安排我做两天LA-MC-ICP-MS锆石U- P b 定年实验。
一、工作内容整个锆石定年过程大致包括锆石分选、样品制靶、锆石U-P b 测年、分析测试数据。
我们的实验工作主要为锆石U-P b测年，包括装靶/换靶→定位→吹气→打点→调数据→吹气→打点。
仪器运行几乎是全自动控制，我们的主要任务就是选好要测试的锆石颗粒以及每颗锆石要测试的年龄位置。
此次实验样品采自塔里木盆地前寒武纪基底的碎屑岩、变质岩、岩浆岩，测试时使用锆石标样GJ1、SRM610/620和91500作为参考物质。
二、工作流程方法（一）锆石分选锆石采集之前要对采样区的岩石出露情况、风化、剥蚀程度，岩浆活动的期次、成分，变质作用的程度、期次以及岩石成因机制等进行比较全面的了解。
锆石的主要成分是硅酸锆，由于岩石酸性不同，不同类型岩石一般采集重量不同。
偏酸性的岩类一般含锆石相对多一些，而偏基性岩类含锆石则相对较少。
对于花岗岩、流纹岩等偏酸性岩石，采集3~4kg重的样品就行；对于闪长岩、安山岩等中性岩石，通常采集7~10kg；而对辉长岩、玄武岩等偏基性岩石，一般采集40~50kg。
对采集样品进行机械粉碎（以不破坏锆石晶体形态为标准）、淘洗、重力分选或磁选、双目镜下把锆石分选开来。
（二）样品制靶在双目显微镜下挑选锆石颗粒粘到双面胶上，加注环氧树脂，待固化后，将靶内锆石打磨至原尺寸一半大小。
样品靶抛光后在显微镜下拍摄锆石反射光和折射光照片，在等离子质谱实验室拍摄阴极发光（CL）照片。
（三）锆石U-P b测年实验根据锆石CL照片、反射光和折射光照片选择锆石测试位置，利用激光器对锆石进行剥蚀。
每个实验样靶一般粘有6~8个样品，每个样品可以根据情况测试不同数量的样点，而样点多时一般分成几组进行打点。
样点分组时，每组前后都有四个标样，即两个GJ1、一个SRM610/620和一个91500，其中SRM620不能出现在总体样点的首位位置且只出现一次。