1.一種基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法,其特征在于,所述基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算,采用鋯石標準Phalaborwa作外標進行同位素分餾校正,對于與分析時間有關的U-Th-Pb同位素比值漂移,利用Phalaborwa的變化采用線性內插的方式進行了校正;
所述年齡計算方法包括:
對于每個樣品測點,均舍棄同位素比值瞬時信號r前后5秒的數(shù)據(jù),然后采用最小二乘法,將余下的數(shù)據(jù)與時間t進行二次曲線擬合,得到下式:
r=at2+bt+c;
得到截距c,即標樣相應同位素比的初始比值Rmea或樣品相應同位素比的初始比值rmea;
再采用最小二乘法,將Rmea與時間t進行線性擬合:
R'=at+b;
得到與待測樣品相應時間節(jié)點相對應的標樣同位素比,即校正因子R';
然后,據(jù)下式得到校正后的待測樣品同位素比rcal:
rcal=rmea*Rsta/R';
rcal:校正后樣品同位素比值;
rmea:樣品實測同位素比值;
Rsta:標準樣品同位素比值;
R':校正因子;
206Pb/238U和207Pb/235U年齡t由下式得到:
t=ln(rcal+1)/λ;
λ:235U或238U的衰變常數(shù);
207Pb/206Pb年齡t由下式采用牛頓迭代法計算得到:
137.88:238U/235U豐度比預設值;
λ1:238U的衰變常數(shù);
λ2:235U的衰變常數(shù)。
2.如權利要求1所述基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法,其特征在于,所述年齡計算方法進一步包括:誤差計算方法:
對于206Pb/238U和207Pb/235U年齡,不確定度計算所采用的公式如下:
λ:238U或235U的衰變常數(shù);
rcal:校正后樣品相應同位素比值;
t:206Pb/238U或207Pb/235U年齡;
ri:樣品測點測試信號中某時間節(jié)點的相應同位素比值;
r':樣品測點測試信號中所有時間節(jié)點的相應同位素比值的平均值;
n:時間節(jié)點個數(shù),即測點剝蝕時段內的檢測次數(shù);
T:由二次曲線轉換成直線的轉換因子;
σRsta:標樣的不確定度;
Rmea:標樣實測值;
R':所有標樣實測值的平均值;
rmea:樣品實測相應同位素比值;
Rsta:標準樣品相應同位素比值;
R':校正因子;
對于207Pb/206Pb年齡,不確定度計算所采用的公式如下:
r:207Pb/206Pb;
t:207Pb/206Pb年齡;
u:235U/238U;
λ1:238U的衰變常數(shù);
λ2:235U的衰變常數(shù);
σr:207Pb/206Pb比值不確定度;
λ1不確定度;
λ2不確定度。
3.如權利要求1所述基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法,其特征在于,所述基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法進一步包括:
步驟一,選擇Zr元素含量顯示值大于50μg/g的區(qū)域進行采樣;
步驟二,采用激光剝蝕系統(tǒng)對斜鋯石進行激光剝蝕,采用等離子體質譜儀進行斜鋯石U-Pb定年分析;激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調節(jié)靈敏度,二者在進入ICP之前通過一個T型接頭混合;每個時間分辨分析數(shù)據(jù)包括10s的空白信號和40s的樣品信號,每分析5個未知樣品點插入一組標準樣品點。
4.如權利要求3所述的基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法,其特征在于,所述斜鋯石激光剝蝕條件為能量密度6J/cm2和激光剝蝕頻率5Hz。
5.如權利要求3所述的基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法,其特征在于,所述激光剝蝕系統(tǒng)包括脈沖激光器,沿脈沖激光器的激光輸出方向依次是第一分光鏡、系統(tǒng)光路和第二分光鏡,所述的第一分光鏡和第二分光鏡與光路成45°,在第一分光鏡的反射光方向是能量監(jiān)測系統(tǒng),該能量監(jiān)測系統(tǒng)的輸出端接激光器控制系統(tǒng)的輸入端,該激光器控制系統(tǒng)的輸出端接所述的脈沖激光器的控制端,在第二分光鏡的反射光輸出方向是樣品池,在第二分光鏡另一面與所述的樣品池相對的是觀察系統(tǒng);
所述的第二分光鏡是鍍膜的光學平板,在一側鍍上可見光的增透膜,另一側鍍上窄帶濾光膜,該窄帶濾光膜反射所述的脈沖激光器波長的光,透射可見光,實現(xiàn)反射所述的脈沖激光器波長的光,同時還能透射可見光,便于所述的觀察系統(tǒng)透過所述的第二分光鏡實時觀察所述的樣品池的剝蝕情況;
所述的能量監(jiān)測系統(tǒng)和激光器控制系統(tǒng)對所述的脈沖激光器的控制過程是:將多個脈沖激光為一個樣品離子采樣監(jiān)控周期,能量監(jiān)測系統(tǒng)通過測量所述的第一分光鏡反射光的能量,判斷所述脈沖激光器當前脈沖的能量值與要求值的差值,并給所述的激光器控制系統(tǒng)發(fā)出一個反饋信號,通過所述的激光器控制系統(tǒng)的計算,并向所述的脈沖激光器發(fā)出下一個激光脈沖的能量控制信號,控制所述的脈沖激光器下一個脈沖的能量值,以此來實現(xiàn)總曝光劑量的精確控制;
在顯微鏡上組裝上激光器;在顯微鏡上配有汞燈和透射光系統(tǒng),觀察巖石光片中的各種有機顯微組分,顯微鏡的CCD圖像系統(tǒng)便于在計算機上進行圖像觀測和測點定位。
6.如權利要求5所述的基于LA-ICP-(Q)MS的斜鋯石U-Pb定年方法,其特征在于,所述激光器控制系統(tǒng)接收信號的信號模型表示為:
r(t)=x1(t)+x2(t)+…+xn(t)+v(t)
其中,xi(t)為時頻重疊信號的各個信號分量,各分量信號獨立不相關,n為時頻重疊信號分量的個數(shù),θki表示對各個信號分量載波相位的調制,fci為載波頻率,Aki為第i個信號在k時刻的幅度,Tsi為碼元長度,pi(t)為滾降系數(shù)為α的升余弦成形濾波函數(shù),且n(t)是均值為0,方差為σ2的平穩(wěn)高斯白噪聲。