有机基体辅助-激光剥蚀电感耦合等离子体质谱非基体匹配副矿物U-Pb定年方法研究

Laser ablation inductively coupled plasma (LA-ICP-MS) is one of the most popular techniques for U-Pb geochronologic analysis of accessory U-bearing minerals. Currently, the significant matrix effects observed between different accessory minerals and the lack of high-quality standards for many minerals of interest are the major limitations of its geochronological applications. It is valuable to develop a simple, effective, universal U-Pb dating method for the non-matrix-matched analyse of different accessory mineral matrices. The purpose of this project is to investigate the effect of Organic matrix (methanol, formic acid, ethanol, acetic acid) on U-Pb age determination, and study the specific mechanism of elimination the element fractionation and matrix effect. Finally, we will develop a simple and universal non-matrix-matched analytical method for the in situ U-Pb dating. We firmly believe that Organic matrix assisted laser ablation non-matrix-matched U-Pb dating analytical method will help to provide more detailed timescales of geologic events, and will also help to expand the application of U-Pb geochronology in the earth science.

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）作为一种强有力的微区原位分析技术，现已广泛应用于各类副矿物U-Pb定年分析。但是基体匹配标样的极度匮乏和分析过程中的元素分馏及基体效应问题一直严重制约着副矿物U-Pb年代学的广泛应用和发展。因此如何减小和消除不同副矿物基体间U-Pb分析时的元素分馏及基体效应，开发简单、有效的非基体匹配副矿物U-Pb定年分析方法一直是亟待解决的问题。本项目拟通过有机基体（如甲醇、甲酸、乙醇、乙酸等）对副矿物U-Pb年龄分析的影响研究，探明各种有机基体对副矿物U-Pb年龄分析时元素分馏及基体效应的影响机制，最终建立简单、方便的非基体匹配副矿物U-Pb定年方法。我们深信，有机基体辅助激光剥蚀-非基体副矿物U-Pb定年方法的研究将有助于对地质事件进行更精细的年代学研究，也将有利于进一步拓宽副矿物U-Pb年代学在地球科学研究领域的应用。

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）副矿物U-Th-Pb年龄分析过程中的元素分馏和基体效应是影响定年结果准确度和精密度的重要因素，一直严重制约着副矿物U-Th-Pb年代学的广泛应用和发展，如何减小和消除不同副矿物基体间U-Pb分析时的元素分馏及基体效应，开发简单、有效的非基体匹配副矿物U-Pb定年分析方法是亟待解决的问题。本项目提出采用氮气、氧气、水蒸气、甲酸、甲醇、乙酸及乙醇等有机基体的化学辅助激光剥蚀技术，最终成功建立了锆石、榍石、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿、金红石、铌铁矿和褐帘石等副矿物非基体匹配U-Th-Pb定年新方法，极大的拓宽了副矿物U-Th-Pb年代学在地球科学领域中的广泛应用。此外，本项目还研发了Jilin和SLZ系列两个锆石标准样品，Jilin锆石标准样品现已分发给国内外约80家实验室使用。本项目研发的化学辅助激光剥蚀技术及锆石标准物质均展现出了广阔的应用前景。