[发明专利]一种基于二次离子质谱仪的测定氟碳铈矿样品的钍铅年龄的方法

权利要求书

1.一种基于二次离子质谱仪的测定氟碳铈矿样品的钍铅年龄的方法，其特征在于，包括：

将氟碳铈矿样品和氟碳铈矿标准物质嵌入环氧树脂中制成样品靶，并将所述样品靶放入二次离子质谱仪的样品腔中；

采用氧气等离子体离子源并以平行光方式聚焦至所述样品靶上的所述氟碳铈矿样品，以便产生所述氟碳铈矿样品的二次离子；

使所述氟碳铈矿样品的二次离子经过所述二次离子质谱仪中的电场和磁场，以实现角度和速度双聚焦并到达离子信号检测系统；

采用所述离子信号检测系统检测所述氟碳铈矿样品的二次离子中的原始铅钍比值并根据所述原始铅钍比值与所述氟碳铈矿样品的二次离子中的比值之间的正相关关系，对所述原始铅钍比值进行校正以获得校正后的铅钍比值其中u表示未知；以及

采用校正后的铅钍比值并根据公式来计算所述氟碳铈矿样品的钍铅年龄t_u，其中λ₂₃₂是衰变常数；

其中，所述原始铅钍比值与所述氟碳铈矿样品的二次离子中的比值之间的正相关关系满足以下公式2所表示的幂函数关系，其中A和E是常数：

其中，所述对所述原始铅钍比值进行校正以获得校正后的铅钍比值，包括：

采用与检测所述样品靶上的所述氟碳铈矿样品相同的方式来检测已知年龄的所述氟碳铈矿标准物质，以获得多组标准物质测量数据；根据所述多组标准物质测量数据中的与并按照公式2的幂函数关系进行拟合，从而得到常数A和常数E的值；

将未知年龄的所述氟碳铈矿样品的二次离子中的比值代入公式2的幂函数关系，并利用拟合得到的A和E的值计算出以下公式5所示的

将所述已知年龄的所述氟碳铈矿标准物质的的推荐值与之比作为公式6所示的校正系数K，其中st代表已知，

以及，使用所述校正系数K乘以所述原始铅钍比值得到未知年龄的所述氟碳铈矿样品的所述校正后的铅钍比值

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述样品靶的表面还进行抛光和镀金处理，所述离子信号检测系统是电子倍增器；所述磁场的磁场强度被调节为使得所述氟碳铈矿样品的二次离子中的²⁰⁴Pb⁺，²⁰⁶Pb⁺，²⁰⁷Pb⁺，²⁰⁸Pb⁺，¹⁴⁰Ce¹⁶O₂¹⁹F₂⁺，²³²Th⁺，²³⁸U⁺，²³²Th ¹⁶O⁺，²³⁸U¹⁶O⁺和²³²Th¹⁶O₂⁺依次通过磁场到达所述离子信号检测系统。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次离子质谱仪的参数包括：平行光聚焦O₂^-的强度为8nA到10nA，一次离子束直径约为20*30μm，一次离子加速电压为-13KV，二次离子加速电压为+10KV，入口狭缝为60μm，对比度光阑为400μm，能量狭缝为60eV，出口狭缝为180μm，测量组数为7，单点分析精度为2.8％-3.5％，单点分析总时间约为15min，所述二次离子质谱仪的质量分辨率约为8000。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据公式来计算所述氟碳铈矿样品的钍铅年龄t_u，包括：

采用所述校正后的铅钍比值并根据公式来计算所述氟碳铈矿样品的钍铅年龄t_u，其中衰变常数λ₂₃₂＝4.9475*10^-11。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，已知年龄的所述氟碳铈矿标准物质包括氟碳铈矿标准物质K-9，未知年龄的所述氟碳铈矿样品包括氟碳铈矿样品LiZ和DLC016。