[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种地球化学领域，特别涉及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。

背景技术

氟碳铈矿REE(CO₃)F.CaCO₃是一种轻稀土碳酸盐矿物，它是一种重要的稀土资源，为了更好的开发利用这种资源，需要对它的地质成因有深入的了解。而它的形成年代就是一个重要的成因要素。精确获得成矿年龄是研究成矿背景，对比已知地质事件的前提条件。

国际上对氟碳铈矿的定年方法已经有同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)(文献1：Sal’nikova et al.,Bastnaesite:A Promising U–Pb Geochronological Tool,2010)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱法(LA-ICPMS)(文献2：Yang et al.,In situ U–Pb dating of bastnaesite by LA-ICP-MS,2014)，这两种定年方法各有优缺点。

同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)是最精确的定年方法，由于氟碳铈矿是一种固态粒状的矿物，因此可以把整个颗粒用酸在高温下溶解成溶液，然后测量溶液中的铀和铅含量，再计算年龄，这样得到的铀和铅的比值是整个颗粒(颗粒大约10^-5g到10^-3g)的信息，由于采集的样品量大，所以得到的年龄精确度很高，一般小于0.1％，比如可以得到氟碳铈矿年龄是200±0.2Ma(百万年)。

但是同位素稀释热电离质谱法需要对整个氟碳铈矿颗粒进行溶解，因此得到的是整个氟碳铈矿的平均年龄，而实际上，由于氟碳铈矿的生长过程中可能经历蚀变，因此氟碳铈矿在大的尺度上并不具有相同的年龄，如果仅采用同位素稀释热电离质谱法来测量氟碳铈矿年龄，其所测得的平均年龄并不能反映氟碳铈矿在大的尺度上的真实年龄。

激光剥蚀电感耦合等离子质谱法(LA-ICPMS)可以弥补以上缺憾，其可以在50微米的尺度内测定氟碳铈矿的真实年龄。例如，氟碳铈矿是从非常小的晶核开始生长的，如果生长慢的话，在一次地质事件中能长几十微米到几毫米，比如在五百个百万年(500Ma)左右长了三毫米，假如再过了200个百万年，又在原来的晶体上生长出新的晶体，那这后来生长的几毫米(300Ma)和开始的时候生长的几毫米(500Ma)的年龄信息并不相同，如果采用同位素稀释热电离质谱法，则可能得到的定年结果是400Ma，但是这与真实情况并不相符(真实的情况是分两次长大，一次300Ma，一次500Ma)，而如果用激光剥蚀电感耦合等离子质谱法，则可以在氟碳铈矿的核部尺度测到500±15Ma，边部尺度得到300±9Ma(激光剥蚀电感耦合等离子质谱法的精确度约3％)。