独居石电子探针ThPb年龄测试方法PPT课件

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1、一一. .电子探针化学定年法电子探针化学定年法研究历史与现状研究历史与现状 最早是由日本名古屋（最早是由日本名古屋（NagoyaNagoya）大学年代测试中心铃）大学年代测试中心铃木和博（木和博（K. SuzukiK. Suzuki）教授于）教授于19851985年首先提出年首先提出 并于并于19881988年获得锆石测试数据，该方法不被接受，其年获得锆石测试数据，该方法不被接受，其论文直到论文直到19911991年才被首次发表在年才被首次发表在Geochemical Geochemical JournalJournal（Suzuki et al., 1991Suzuki et al., 19

2、91）第1页/共52页一一. .电子探针化学定年法电子探针化学定年法研究历史与现状研究历史与现状 Parrish (1990)Parrish (1990)首次提出独居石定年应用的可能性，首次提出独居石定年应用的可能性，列出了独居石的光学特征、识别方法，文章发表在列出了独居石的光学特征、识别方法，文章发表在 Canadian Journal of Earth SciencesCanadian Journal of Earth Sciences 从此以后独居石被较为广泛的应用于从此以后独居石被较为广泛的应用于ThThU UPbPb同同位素定年位素定年第2页/共52页一一. .电子探针化学定年法电子

3、探针化学定年法研究历史与现状研究历史与现状 Montel,1996, Electron microprobe dating of monazite, Chemical Geology, 131:35-53 此时的测试技术，样品从此时的测试技术，样品从3003100 Ma，测试误差为，测试误差为45120Ma 1998，较多的文章发表，较多的文章发表 第3页/共52页一一. .电子探针化学定年法电子探针化学定年法研究历史与现状研究历史与现状 Williams, 1999, Age mapping and dating of monazite, on the electron microprobe

4、: deconvoluting multistage tectonic histories, Geology, 27:1023-1026. 这篇文章的发表，引起了各国地质学家的高度重视这篇文章的发表，引起了各国地质学家的高度重视第4页/共52页一一. .电子探针化学定年法电子探针化学定年法研究历史与现状研究历史与现状 年会年会,主要是交流和推广电子探针独居石定年主要是交流和推广电子探针独居石定年 2005，American Mineralogist, vol90,发表了独居石发表了独居石专栏专栏 Cocherie et al. 2001 and 2005, 改善的计算方法，可改善的计算方法，可

5、以使以使3003000Ma 样品的计算误差控制在样品的计算误差控制在510Ma第5页/共52页二二. .电子探针化学定年优势和限度 真正的原位定年 极高的空间分辨率 样品制备简单、方便 不破坏样品 测试速度快 成本低第6页/共52页二二. .电子探针化学定年优势和限度 对于年轻样品（尤其对于年轻样品（尤其100Ma100Ma），误差过大），误差过大 最大的问题是探测精度问题，通常的电子探针仪是放射性最大的问题是探测精度问题，通常的电子探针仪是放射性铅铅150ppm150ppm，与其它，与其它ThThU UPbPb同位素定年方法相比，测试同位素定年方法相比，测试精度较低精度较低 对于富钙岩石，由

6、于独居石的较少，寻找独居石非常困难对于富钙岩石，由于独居石的较少，寻找独居石非常困难 由于研究程度不够，难以区分岩浆成因、变质成因的独居由于研究程度不够，难以区分岩浆成因、变质成因的独居石石 现在缺少成熟的计算软件现在缺少成熟的计算软件第7页/共52页三三. .独居石的基本特性 独居石具有与锆石相似的光学特征，显微镜下与锆石难以区分独居石具有与锆石相似的光学特征，显微镜下与锆石难以区分 规则晶形是柱体单锥（粮仓状）规则晶形是柱体单锥（粮仓状） 通常为不规则晶形，高突起，糙面明显，较为明显的解理（与锆石区分）通常为不规则晶形，高突起，糙面明显，较为明显的解理（与锆石区分） 在背散色图像上表现为最

7、高亮度在背散色图像上表现为最高亮度第8页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第9页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第10页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第11页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第12页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第13页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第14页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第15页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第16页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第17页/共52页三三. .独

8、居石的基本特性独居石的基本特性第18页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第19页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性第20页/共52页第21页/共52页三三. .独居石的基本特性独居石的基本特性 大量实验表明，独居石一旦形成，基本没有体积扩散，只有溶解、沉淀和再结晶（再生长） 普通铅含量远低于电子探针的测试误差 Th-U-Pb-Y体系封闭温度高于700度 溶解、沉淀温度可低达200度 同心环状环带、树枝状和补片状环带第22页/共52页四.基本原理 ( P b ) = ( P b0) + (2 0 8P b ) + (2 0 7P b ) + (206Pb).(

9、1) (Pb)=(Pb0) +(232Th ) exp (232)-1 + (2 3 5 ) e x p ( 2 3 5) - 1 + (2 3 8)exp(238t)-1 .(2)第23页/共52页四.基本原理2 3 22 3 24.94754.947510 10 -11-11/a/a2 3 52 3 5= 9.8485= 9.84851010-10-10/a/a2 3 82 3 8=1.55125=1.551251010 -1 0 -1 0/a/a第24页/共52页四.基本原理 (2 0 8) =(2 3 2Th) exp(2 3 2) 1 (2 0 7) =(2 3 5) exp (2

10、3 5) -1 (2 0 6) =(2 3 8) exp (2 3 8) -1 第25页/共52页四.基本原理M(M(238238/ /235235)=)=137.88137.88235235U=U/138.88U=U/138.88238238U=UU=U137.88/138.88137.88/138.88第26页/共52页四.基本原理 ( ( P b ) =) = ( ( P b0 0) +) + ( ( T h ) ) exp(exp(2 3 22 3 2)-1+)-1+( () )exp exp ( (2 3 52 3 5)+137.88exp()+137.88exp(2 3 82 3

11、8t t) ) /138.88 -1/138.88 -1 .(3) .(3) 第27页/共52页四.基本原理(PbO) =224(PbO) =224(ThO(ThO2 2) =264) =264(UO(UO2 2) =270 ) =270 第28页/共52页四.基本原理w(PbO)/M(PbO)=w(ThOw(PbO)/M(PbO)=w(ThO2 2)/)/(ThO(ThO2 2) )exp(exp(2 3 22 3 2t)-1+t)-1+(UO(UO2 2)/)/(UO(UO2 2) )exp(exp(235 235 t)+137.88exp (t)+137.88exp (238238) )

12、 /138.88 -1/138.88 -1 (4) (4) 第29页/共52页四.基本原理w(ThOw(ThO2 2* *) =) =(ThO(ThO2 2) +) +(UO(UO2 2) )(ThO(ThO2 2) /) / (UO(UO2 2) )(exp(exp(232232t t ) ) 1)1) exp(exp(235235t t)+137.88)+137.88e exp(xp(238238t t) ) /138.88 /138.88 1 1 (5) (5) 第30页/共52页四.基本原理W(PbO)=aW(PbO)=a( (ThOThO2 2* * ) ) .(5) (5) 第31

13、页/共52页五.实验技术和分析方法 根据JXA8100型电子探针仪的设计，调整栅缝宽度和工作电流，进行Th-U-Pb-Y 四种成分探测的显著性检验和灵敏度检验 确定加速电压为15Kv15Kv，工作电流为1.01.01010-7-7A A和合适的探测时间，以获得最高的峰背比和最好的空间分辨率, , 束斑直径1m1m，使ZAFZAF校正因子达到最小 第32页/共52页五.实验技术和分析方法 使用PETJPETJ晶体测定ThTh和Pb ,Pb ,使用PETHPETH晶体测量和使用TAPTAP晶体测定。使用X X射线谱线是测定ThTh和Pb ,Pb ,测定,L,L测定 对ThTh、U U、PbPb和四

14、种元素的峰位计数时间分别为 120120秒, 180, 180秒, 270, 270秒和180180秒，即一个测试点大约在 1313分钟内完成第33页/共52页五.实验技术和分析方法 使用PETJPETJ晶体测定ThTh和Pb ,Pb ,使用PETHPETH晶体测量和使用TAPTAP晶体测定。使用X X射线谱线是测定ThTh和Pb ,Pb ,测定,L,L测定 对ThTh、U U、PbPb和四种元素的峰位计数时间分别为 120120秒, 180, 180秒, 270, 270秒和180180秒，即一个测试点大约在 1313分钟内完成第34页/共52页五.实验技术和分析方法 关于关于LL对对PbP

15、b峰的叠加，采用不含峰的叠加，采用不含PbPb的石榴的石榴石石 (YAG)(YAG)人工合成晶体国际标样人工合成晶体国际标样( (有标准参考值有标准参考值 ) )的的L/L/LL计数比和被测样品计数比和被测样品LL计数计算出被测计数计算出被测样品的样品的LL计数计数, ,通过通过OnlineOnline校正校正PbPb的计数的计数 进行了进行了Th-MTh-M对U-M叠加的校正,再计算输出Th、U校正后的Pb浓度 第35页/共52页五.实验技术和分析方法 采用具有明确参考值的国际标样ThOThO2 2、金属和PbCrOPbCrO4 4分别作为ThOThO2 2, UO, UO2 2 和PbOP

16、bO标样 ThOThO2 2、金属和PbOPbO标准偏差分别是: ThO: ThO2 2为 1.72% , UO1.72% , UO2 2为0.336%0.336%，PbOPbO为0.27%0.27% 最后设定标准样品的参考成分, , 并进行重复性检验, , 使其稳定在设定的参考值误差范围内 误差传播导致的年龄误差不大于1.3%1.3%，仅次于SHRIMPSHRIMP的年龄误差 第36页/共52页五.实验技术和分析方法独居石定年样品制备主要有两种方式: : 超级剖光光薄片 分离独居石，然后做成台子第37页/共52页六.计算方法权重平均年龄（IsoplotIsoplot）通常的等时线（Suzuk

17、iSuzuki，19911991）三维等时线法（Cochieri,2001Cochieri,2001）第38页/共52页六.计算方法权重平均年龄（IsoplotIsoplot）通常的等时线（SuzukiSuzuki，19911991）三维等时线法（Cochieri,2001Cochieri,2001）第39页/共52页六.计算方法第40页/共52页六.计算方法第41页/共52页六.计算方法第42页/共52页六.计算方法第43页/共52页第44页/共52页第45页/共52页第46页/共52页七七. .应用范围和应用实例应用范围和应用实例 可以应用于大于可以应用于大于100Ma100Ma含独居石各类地质样品的定年含独居石各类地质样品的定年 原位确定各矿物组合的形成时代原位确定各矿物组合的形成时代 环带状生长矿物不同环带的年龄环带状生长矿物不同环带的年龄 不同变质、变形阶段，尤其是韧性剪切带定年不同变质、变形阶段，尤其是韧性剪切带定年 相关的成矿作用的时代相关的成矿作用的时代 沉积盆地的成岩时代沉积盆地的成岩时代第47页/共52页第48页/共52页第49页/共52页第50页/共52页第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页