锆石U-Pb协和图及协和年龄加权平均值计算方法ppt课件
锆石U_Pb同位素定年的原理_方法及应用_高少华
立年龄； 定年方法各有优缺点，应用时应根据从样品中分选出的锆石数量、粒度、内部结构、定年精度等因素，
灵活选择； 锆石 U-Pb 年龄常用于沉积盆地物源分析、岩体的年代约束及成矿年代学与韧性剪切带定年中，应
用时要结合地质背景，对定年结果进行合理解释。
关键词： 锆石； U-Pb 同位素； 原理； 定年方法； 地质应用
收稿日期： 2013 － 04 － 11； 修订日期： 2013 － 05 － 30 作者简介： 高少华（ 1986 － ） ，男，在读硕士，专业方向： 沉积盆地物源分析研究。
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江西科学
2013 年第 31 卷
1 锆石的地球化学特征和内部结构
1． 1 锆石的地球化学特征 锆石 的 氧 化 物 中 ω （ ZrO2 ） 占 67． 2% 、ω
Abstract： This article discusses geochemical characteristics and internal structure of zircon，the principle of zircon U-Pb isotopic dating，the advantages and disadvantages of dating method and the application of geological problems through consulting a large number of Chinese and foreign literature and combined with the author's experiments． The results show that magmatic zircon and metamorphic zircon in geochemical and internal structure have different characteristics． Principle is that by using of the U-Pb decay equation getting three independent ages of 206 Pb / 238 U、207 Pb / 235 U and 207 Pb / 206 Pb． Dating methods have advantages and disadvantages，please accord to the quantity，size，internal structure and factors such as accuracy of sorting out the zircons from samples，selecting dating methods flexibly． Zircon U-Pb age is often used in the analysis of the sedimentary basin provenance，in the age constraint of some rock and metallogenic chronology and ductile shear zone． The dating results are reasonable explanation to combined with the geological background． Key words： Zircon，U-Pb isotope，The principle，Dating method，The geological applications
第六讲 U-Th-Pb法
应用条件
当样品形成时其初始Pb的量可以忽略或因较小 而可以较准确地扣除时，采用方程a进行定年。 这实际上为锆石U-Pb定年方程； 当样品形成时其初始Pb的含量较高时，其初始 比值相对较大，采用方程b进行定年。事实上， 等式b为线性方程，通过相同地质体多个样品分 析，可获得一条直线，称为Pb-Pb等时线(自己 推导方程)。
其离子半径为1.32 Å ； Pb的独立矿物为方铅矿，而在硅酸盐矿物 中，多与元素K形成类质同象而趋向存在于 钾长石等矿物中； 通常条件下Pb性质稳定，但在高温和酸性 条件下可形成氯或硫的化合物，易溶解于 热液中而发生迁移。
地球化学性质(四)
不同物质中U、Th、Pb的元素含量
Material Chondrites Troilite Basalt Galena Zircon Carbonates 0.009 U(ppm) 0.01 <.01 0.43 trace HUGE 1.9 1.6 trace HUGE 1.2 Th 0.04 5.9 3.7 HUGE trace 5.6 Pb 1.0
ZIRCON ZrSiO4
ZIRCON ZrSiO4
Zircon, Italy
ZIRCON ZrSiO4, Russia
ZIRCON ZrSiO4
ZIRCON ZrSiO4
ZIRCON ZrSiO4
ZIRCON ZrSiO4
锆石是十二月生日石
6.2 地球化学性质(一)
U和Th均属锕系元素，常为+4价，但在地
U (e
235t
232t
208
208
Pb 0
232
Th (e
6.5
锆石U-Pb定年工作原理及方法
“同位素年代学＝提供年龄数据”。
许多地质学家的想法,一种错误的认识！
同位素年代学需要同位素和地质两方面 的知识结构。
年龄表
数据内容 数据排列顺序 有效位数 样品多时，最好一个样品有一个表头 表注 >1.2Ga (or >1.4 Ga)锆石，尽可能用 7/6年龄，而不是上交点年龄
科学性和有利于读者阅读
鲁西地区新太古代晚期岩浆事件 （Wan et al., 2010）
鲁西地区新太古代早期岩浆事件 （万渝生未发表）
滹沱群底砾岩中石英岩砾石的碎屑锆石阴极发光图像 （万渝生等，2010）
万东 渝焦 生群 等浅 ，变 质 碎 屑 ）沉 积 岩 中 碎 屑 锆 石 特 征
( 2010
长城系
所有数据
鞍山地区古元古代变质辉长岩的斜锆石 和锆石阴极发光图像（董春艳等，2012）
鞍山地区古元古代变质辉长岩的斜锆石 和锆石二次电子图像（董春艳等，2012）
鞍山地区古元古代变质辉长岩的斜锆石 和锆石年龄图（董春艳等，2012）
鲁西新太古代变质辉石岩的锆石阴极发光和年龄图 （万渝生等，未发表）
大青山地区变质超基性岩石的锆石阴极发光和年龄图 （Wan et al., 2013）
锆石U-Pb定年
万渝生
为什么锆石U-Pb定年可信?
1、U-Pb体系 2、锆石
Zircons are forever!
锆石是最理想的测年对象
最常见副矿物，广泛存在于不同地质体中 抗风化能力强 无或很低的普通铅，而U含量适当 U-Pb同位素体系保存良好 可判断体系是否封闭 应用CL等方法，可对锆石进行成因研究 SHRIMP等原位分析方法应用
胶东中生代玲珑超单元二长花岗岩中锆石阴极发光图像
锆石U-PB测年-PPT课件-PPT精品文档
图5 麻粒岩相变质锆石CL特征 (a)扇形分带， (b)面状分带， (c)冷杉状分带，
(d) 弱分带或无分带
榴辉岩相变质增生锆石一般为半自形、椭圆形 和它形等，内部分带特征主要有无分带(6(a))、弱 分带(6(b))、云雾状分带(图6(c))或片状分带(图6}d) 等。角闪岩相变质增生锆石通常具有规则的外形， 且以柱面发育为其主要特点，在CL图像中一般为 无分带或弱分带的特征(图7)。
但是锆石发生重结晶作用的区域不仅仅是发生过蜕晶化作用的区
域，在没有发生蜕晶化作用的晶质锆石区域同样可以发生重结晶作 用，只是发生重结晶作用需要较高的温度和、或较长的流体作用时 间。
由于变质重结晶过程中只是锆石晶格的重新调整，没有新的锆石
生成，因此重结晶锆石往往为自形到半自形，且外形与原岩岩浆锆 石环带形状相似，与原岩锆石之间没有明显的生长界限。同时，变 质重结晶锆石区域的CL强度比原岩锆石明显增强，内部结构一般为 无分带、弱分带、斑杂状分带或海绵状分带等，局部有岩浆环带的 残留, 见这些变质特征的锆石区域切割原岩锆石的振荡环带(图 12(a) 。在重结晶锆石与原岩锆石之间有时会出现弱CL强度的重结 晶前锋(图12(b))，而变质增生锆石则是指变质过程中发生成核和结 晶作用，有新的锆石从周围的介质中结晶出来。所以变质新生锆石 具有多晶面状-不规则状-规则外形，与原岩残留锆石之间界限清楚， 不同变质环境中增生的锆石有其特征的外形和内部结构，且受变质 锆石形成时的温度条件和寄主岩石的化学性质制约(图12(c), (d))。
岩浆锆石通常为半自形到自形，粒径20～ 250μm。产于金伯利岩及其相关岩石中的锆石常 为它形(少数情况下为半自形)，较大的粒径(毫米级 到厘米级)。部分基性一超基性岩中的锆石同样具
SIMS锆石U-Pb定年方法-中国科学院地质与地球物理研究所
SIMS锆石U-Pb定年方法用于U-Pb年龄测定的样品（号码）用常规的重选和磁选技术分选出锆石。
将锆石样品颗粒和锆石标样Plésovice (Sláma et al., 2008) (或TEMORA, Black et al., 2004）和Qinghu (Li et al., 2009）粘贴在环氧树脂靶上，然后抛光使其曝露一半晶面。
对锆石进行透射光和反射光显微照相以及阴极发光图象分析，以检查锆石的内部结构、帮助选择适宜的测试点位。
样品靶在真空下镀金以备分析。
U、Th、Pb的测定在中国科学院地质与地球物理研究所CAMECA IMS-1280二次离子质谱仪（SIMS）上进行，详细分析方法见Li et al. (2009)。
锆石标样与锆石样品以1:3比例交替测定。
U-Th-Pb同位素比值用标准锆石Plésovice (337Ma, Sláma et al., 2008（或TEMORA (417Ma, Black et al., 2004)）校正获得，U含量采用标准锆石91500 (81 ppm, Wiedenbeck et al., 1995) 校正获得，以长期监测标准样品获得的标准偏差（1SD = 1.5%, Li et al., 2010）和单点测试内部精度共同传递得到样品单点误差，以标准样品Qinghu (159.5 Ma, Li et al., 2009) 作为未知样监测数据的精确度。
普通Pb校正采用实测204Pb值。
由于测得的普通Pb含量非常低，假定普通Pb主要来源于制样过程中带入的表面Pb污染，以现代地壳的平均Pb同位素组成(Stacey and Kramers, 1975)作为普通Pb组成进行校正。
同位素比值及年龄误差均为1σ。
数据结果处理采用ISOPLOT软件（文献）。
参考文献Black, L.P., Kamo, S.L., Allen, C.M., Davis, D.W., Aleinikoff, J.N., Valley, J.W., Mundil, R., Campbel, I.H., Korsch, R.J., Williams, I.S., Foudoulis, Chris., 2004.Improved 206Pb/238U microprobe geochronology by the monitoring of atrace-element-related matrix effect; SHRIMP, ID-TIMS, ELA-ICP-MS andoxygen isotope documentation for a series of zircon standards. Chem. Geol.,205: 115-140.Jiří Sláma, Jan Košler, Daniel J. Condon, James L. Crowley, Axel Gerdes, John M.Hanchar, Matthew S.A. Horstwood, George A. Morris, Lutz Nasdala, Nicholas Norberg, Urs Schaltegger, Blair Schoene, Michael N. Tubrett , Martin J.Whitehouse, 2008. Plešovice z ircon —A new natural reference material for U–Pb and Hf isotopic microanalysis. Chemical Geology 249, 1–35Li, Q.L., Li, X.H., Liu, Y., Tang, G.Q., Yang, J.H., Zhu, W.G., 2010. Precise U-Pb and Pb-Pb dating of Phanerozoic baddeleyite by SIMS with oxygen floodingtechnique. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 25, 1107-1113.Li, X.-H., Y. Liu, Q.-L. Li, C.-H. Guo, and K. R. Chamberlain (2009), Precise determination of Phanerozoic zircon Pb/Pb ageby multicollector SIMS without external standardization, Geochem. Geophys. Geosyst., 10, Q04010,doi:10.1029/2009GC002400.Ludwig, K.R., 2001. Users manual for Isoplot/Ex rev. 2.49. Berkeley Geochronology Centre Special Publication. No. 1a, 56 pp.Stacey, J.S., Kramers, J.D., 1975. Approximation of terrestrial lead isotope evolution by a two-stage model. Earth Planet. Sci. Lett., 26, 207-221.Wiedenbeck, M., Alle, P., Corfu, F., Griffin, W.L., Meier, M., Oberli, F., V onquadt, A., Roddick, J.C., Speigel, W., 1995. Three natural zircon standards for U-Th-Pb,Lu-Hf, trace-element and REE analyses. Geostand. Newsl. 19: 1-23.SIMS U-Pb dating methodsSamples XXX for U-Pb analysis were processed by conventional magnetic and density techniques to concentrate non-magnetic, heavy fractions. Zircon grains, together with zircon standard 91500 were mounted in epoxy mounts which were then polished to section the crystals in half for analysis. All zircons were documented with transmitted and reflected light micrographs as well as cathodoluminescence (CL) images to reveal their internal structures, and the mount was vacuum-coated with high-purity gold prior to secondary ion mass spectrometry (SIMS) analysis.Measurements of U, Th and Pb were conducted using the Cameca IMS-1280 SIMS at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences in Beijing. U-Th-Pb ratios and absolute abundances were determined relative to the standard zircon 91500 (Wiedenbeck et al., 1995), analyses of which were interspersed with those of unknown grains, using operating and data processing procedures similar to those described by Li et al. (2009). A long-term uncertainty of 1.5% (1 RSD) for 206Pb/238U measurements of the standard zircons was propagated to the unknowns (Li et al., 2010), despite that the measured 206Pb/238U error in a specific session is generally around 1% (1 RSD) or less. Measured compositions were corrected for common Pb using non-radiogenic 204Pb. Corrections are sufficiently small to be insensitive to the choice of common Pb composition, and an average of present-day crustal composition (Stacey and Kramers, 1975) is used for the common Pb assuming that the common Pb is largely surface contamination introduced during sample preparation. Uncertainties on individual analyses in data tables are reported at a 1 level; mean ages for pooled U/Pb (and Pb/Pb) analyses are quoted with 95% confidence interval. Data reduction was carried out using the Isoplot/Ex v. 2.49 program (Ludwig, 2001).。
锆石U-Pb定年1
锆石U-Pb定年方法
1. Sensitive High Resolution Ion Microprobe
高灵敏度高分辨率离子探针质谱计(SHRIMP)法
2. Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱计（LAM ICPMS） 3. Isotope dilution thermal ionization mass spectrometry 同位素稀释热电离质谱仪(ID TIMS)，也称溶液法或稀释 法。多颗粒，单颗粒，化学流程，离子交换柱分离 4. Single zircon evaporation, using thermal ion mass
o
b
87Rb
86Sr
c
to
Rb-Sr矿物-全岩等时线示意图 注意含钾矿物与不含钾矿物在等时线上的位置
Rb-Sr同位素体系特征
87Rb=27.83% 85Rb=72.17% 88Sr=82.53% 87Sr=7.04% 86Sr=9.87% 84Sr=0.56%
Rb由两个同位素组成，其 中87Rb经-衰变成为87Sr。 85Rb为稳定同位素。
Sr由四个同位素组成，均为稳 定同位素，其中87Sr为87Rb的 放射成因同位素。
幔源岩浆具有与地幔相 同的Sr初始同位素比值
形成的岩石与地幔的初 始同位素比值相同，但 不同的结晶矿物却具有 不同的Rb/Sr比值
MANTLE 87Sr/86Sr = 0.702
t=Time of crystallization
Rb/Sr= Rb/Sr=1.2 0.8 ROCK (87Sr/86Sr) i= 0.702 Rb/Sr=0.6
锆石U-Pb协和图及协和年龄加权平均值计算方法ppt课件
选择该组数据， 不要选择标题
1-选择Isoplot下拉菜单中的开始（计 算与作图）
2-弹出初始化Leabharlann 置对话框，按照下图 选择相应内容-确定
3-弹出Weighted Average对话框，点 击OK
出图了，剩下的自己编辑图标吧！
怎样获得年龄平均值
使用
206Pb/238U年龄 及其误差作图
需要关注206Pb/238U 年龄及其所对应的协和 度，一般协和度小于 90%的数据不使用。 每一个206Pb/238U年 龄对应了该激光剥蚀点 所对应的锆石年龄，可 写为133±3.5Ma。这在 做单点锆石年龄时很重 要
数据协和度较低， 则将该组数据加上删 除线，该组数据在进 行作图时，就不会参 与作图。
锆石U-Pb协和图及协和年龄加 权平均值计算方法
怎样获得锆石U-Pb协和图
你需要处理好的锆石数据
这五个数据， Ratio=摩尔比值 1sigma=1σ=误差 rho代表协和图中单点 误差红圈的半径，如果 数据中没有，一般选取 0.6~0.8。 这五个数据按照这个 顺序进行排列，进行作 图
1-选择数据区，不要选择标题
2-选择Isoplot下拉菜单中的开始（计 算与作图）
3-弹出初始化设置对话框，按照下图 选择相应内容-OK
4-弹出X-Y Weighted Mean对话框， 点击OK
5-弹出Concordia Age对话框，点击确 认
6-协和图OK了，里面的线条等等， 需要自己修改调整
锆石微区原位U-Pb定年的测定位置选择方法
第38卷第3期地质调查与研究Vol.38No.32015年09月GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCHSep.2015锆石微区原位U-Pb 定年的测定位置选择方法张永清，王国明，许雅雯，叶丽娟（中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170）摘要：锆石微区原位U-Pb 定年时，测定位置的选择至关重要，直接影响锆石测年结果。
锆石内部结构研究是锆石测定位置选择的重要依据，本文结合不同成因锆石的内部结构特征及其年代学意义，总结了岩浆锆石、变质锆石、热液锆石以及蜕晶化锆石的测定位置选择方法，认为组成单一的岩浆锆石是理想的U-Pb 定年对象，对于成因复杂的锆石尽量选取单一成因的颗粒或晶域，避免跨晶域选择测定位置。
对于跨晶域选择测定位置测定得到的年龄结果必须做适当的（如不一致线的方法）校正，才可以用于地质成因的解释，否则得到的是没有地质意义的混合年龄。
关键词：微区原位；锆石U-Pb 定年；选点方法中图分类号：P597+.1文献标识码：A文章编号：1672－4135（2015）03－0233-06收稿日期：2015-1-14基金项目:中国地质调查“锆石、磷灰石微区原位U-Pb 同位素测试方法研究（12120114001701）”作者简介：张永清（1982-），女，硕士，高级工程师，从事同位素地球化学和地质年代学研究，E-mail:zhangyq823@。
锆石具有较强的抵抗风化、蚀变和变质作用影响的能力，封闭温度高，分布广泛，普通铅含量低，是U-Pb 定年的理想对象[1-2]。
微区原位定年技术由于避免了常规方法中冗长、烦琐的化学处理过程，能对固体样品直接进行微区原位的同位素分析，可以揭示单颗粒尺度或者颗粒不同部位的年龄信息，效率明显提高，被广泛应用于锆石U-Pb 定年[3-5]。
常用的锆石微区原位U-Pb 定年方法包括二次离子质谱法（SIMS ）及激光剥蚀等离子体质谱法（LA-ICPMS ）[6-9]。
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206Pb/238U年龄 及其误差作图
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数据协和度较低， 则将该组数据加上删 除线，该组数据在进 行作图时，就不会参 与作图。
锆石U-Pb协和图及协和年龄加 权平均值计算方法
怎样获得锆石Байду номын сангаас-Pb协和图
你需要处理好的锆石数据
这五个数据， Ratio=摩尔比值 1sigma=1σ=误差 rho代表协和图中单点 误差红圈的半径，如果 数据中没有，一般选取 0.6~0.8。 这五个数据按照这个 顺序进行排列，进行作 图