本發(fā)明屬于地質(zhì)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
獨(dú)居石((LREE,Th)PO4)是輕稀土富集的礦物，廣泛存在于沉積巖、變質(zhì)巖及中酸性火成巖中，同時(shí)也是較為常見的熱液副礦物。獨(dú)居石通常具有較高的Th、U含量，低的普通Pb含量及較高的Pb封閉溫度(～750℃)，是一種常用的地質(zhì)年代計(jì)。尤其引人注意的是，獨(dú)居石對(duì)地質(zhì)作用過(guò)程中環(huán)境的改變比較敏感，極易記錄熱液活動(dòng)信息，其成分域不僅記錄著不同地質(zhì)事件的發(fā)生時(shí)代，而且能夠清楚地反映地質(zhì)作用過(guò)程和熱液活動(dòng)歷史，其U-Th-Pb同位素年代學(xué)研究具有重要地質(zhì)意義。
但正是由于對(duì)流體活動(dòng)的敏感性，獨(dú)居石容易遭受熱液蝕變，形成復(fù)雜的成分分區(qū)。在進(jìn)行微區(qū)原位分析測(cè)試過(guò)程中，要求分析束斑越小越好。電子探針化學(xué)法是常用的一種獨(dú)居石微區(qū)原位U-Th-Pb測(cè)年方法，其分析束斑直徑為1μm左右，具有很高的空間分辨率，但是電子探針的檢出限高，通常難以測(cè)出年輕的或者U、Th含量較低的獨(dú)居石樣品中的Pb含量，無(wú)法給出U-Th-Pb年齡。激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜法也屬于微區(qū)原位分析，且檢出限低，用于獨(dú)居石LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb定年的常用激光剝蝕束斑直徑為32μm或24μm，以足夠的進(jìn)樣量來(lái)保證Q-ICP-MS的高靈敏度，進(jìn)而獲得平穩(wěn)信號(hào)以測(cè)定獨(dú)居石的U-Th-Pb年齡。但獨(dú)居石顆粒通常較小(～50μm)，且具有復(fù)雜成分分區(qū)，32μm或24μm的較大束斑一般只能獲得混合的U-Th-Pb年齡，不僅數(shù)據(jù)難以解釋，而且毫無(wú)地質(zhì)意義，甚至引起錯(cuò)誤的地質(zhì)解釋。當(dāng)激光剝蝕束斑直徑縮小為10μm時(shí)，能滿足測(cè)試過(guò)程中對(duì)激光束斑大小的需求，但會(huì)導(dǎo)致測(cè)試靈敏度不夠，檢測(cè)信號(hào)穩(wěn)定性變差，同時(shí)，在小束斑條件下，隨著剝蝕坑的加深，檢測(cè)信號(hào)會(huì)急劇下降，致使元素分餾程度劇增，難以準(zhǔn)確測(cè)定獨(dú)居石U-Th-Pb年齡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法，旨在解決獨(dú)居石顆粒通常較小且具有復(fù)雜成分分區(qū)，目前的32μm較大束斑只能獲得混合的U-Th-Pb年齡，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而且毫無(wú)地質(zhì)意義，甚至引起錯(cuò)誤地質(zhì)解釋，而10μm小束斑會(huì)導(dǎo)致測(cè)試靈敏度不夠，檢測(cè)信號(hào)穩(wěn)定性變差，同時(shí)，隨著剝蝕坑的加深，檢測(cè)信號(hào)會(huì)急劇下降，致使元素分餾程度劇增，難以準(zhǔn)確測(cè)定獨(dú)居石U-Th-Pb年齡的問(wèn)題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法，所述獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法先引入1ppb標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品到四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，優(yōu)化質(zhì)譜儀參數(shù)，使205Tl的響應(yīng)強(qiáng)度大于200000cps/ppm，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1％～2％，雙電荷小于1.5％，氧化物產(chǎn)率小于1％；再引入人造玻璃NIST 610固體標(biāo)準(zhǔn)樣品到激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，匹配四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的載氣Ar氣及激光的載氣He氣；以獨(dú)居石標(biāo)準(zhǔn)樣品44069為剝蝕對(duì)象，采用激光剝蝕能量密度3J/cm2、激光脈沖頻率4Hz，用10μm小束斑測(cè)定獨(dú)居石的U-Th-Pb年齡。
進(jìn)一步，所述獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法包括以下步驟：
步驟1、優(yōu)化四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀參數(shù)。由于儀器所處環(huán)境中溫度、濕度的變化，導(dǎo)致相同的調(diào)諧參數(shù)設(shè)置下，元素響應(yīng)強(qiáng)度、雙電荷和氧化物產(chǎn)率等指標(biāo)差別很大，需要通過(guò)調(diào)節(jié)矩管位置、采樣深度、提取透鏡電壓、Omega透鏡電壓、RF功率、載氣流量等參數(shù)，使1ppb濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液中205Tl的響應(yīng)強(qiáng)度(即靈敏度)大于200000cps，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1％～2％，雙電荷(70/140)小于1.5％，氧化物產(chǎn)率(156/140)小于1％。具體調(diào)諧各項(xiàng)參數(shù)的步驟如下：配制1ppb標(biāo)準(zhǔn)溶液，并引入到四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，監(jiān)控205Tl的計(jì)數(shù)和RSD，以及156CeO+/140Ce和70Ce++/140Ce+比值，逐項(xiàng)、反復(fù)調(diào)諧各儀器參數(shù)；通常采樣深度越小，205Tl的計(jì)數(shù)越高，RSD越小，但雙電荷和氧化物產(chǎn)率也會(huì)升高；隨著載氣流量的升高，205Tl的計(jì)數(shù)會(huì)先升高再下降；碰撞池出口電壓對(duì)氧化物產(chǎn)率基本無(wú)影響，但對(duì)雙電荷產(chǎn)率影響很大；Omega透鏡電壓對(duì)中質(zhì)量數(shù)的影響很大，對(duì)205Tl的計(jì)數(shù)略有影響；Omega偏轉(zhuǎn)電壓會(huì)引起輕、重質(zhì)量數(shù)的反向變化；Plate Bias電壓對(duì)靈敏度影響較大；還有一些參數(shù)的變化會(huì)引起靈敏度、雙電荷和氧化物產(chǎn)率的無(wú)規(guī)律變化，只能反復(fù)調(diào)節(jié)以達(dá)到四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的最優(yōu)檢測(cè)狀態(tài)。
步驟2、匹配激光載氣(He氣)和四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的載氣(Ar氣)，使人造玻璃NIST 610標(biāo)準(zhǔn)樣品在固定激光剝蝕參數(shù)(剝蝕束斑24μm，能量密度6J/cm2，脈沖頻率7Hz)下，238U計(jì)數(shù)大于450000cps，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于3％。具體匹配過(guò)程如下：以人造玻璃NIST 610標(biāo)準(zhǔn)樣品為測(cè)試對(duì)象，利用激光剝蝕進(jìn)樣到四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，固定激光剝蝕參數(shù)(24μm，6J/cm2，7Hz)，保證進(jìn)樣量一樣，四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的參數(shù)設(shè)置參照步驟1中優(yōu)化后的參數(shù)，將He流量分別固定在700、750、800和850mL/min的量值下，改變Ar流量(變化范圍：0.65～0.95L/min)，記錄238U計(jì)數(shù)和RSD，通過(guò)比較，得到最優(yōu)的He氣和Ar氣流量匹配。
步驟3、優(yōu)化激光器的參數(shù)。通過(guò)固定激光剝蝕束斑(10μm)，變換激光能量密度和脈沖頻率的方式，探索適合獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定的激光剝蝕參數(shù)，使獨(dú)居石的238U瞬時(shí)信號(hào)的靈敏度大于300000cps，且206Pb-238U的元素分餾指數(shù)小于3％。具體優(yōu)化步驟如下：以獨(dú)居石標(biāo)準(zhǔn)樣品44069為測(cè)試對(duì)象，利用激光剝蝕進(jìn)樣到四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的參數(shù)設(shè)置參照步驟1中優(yōu)化后的參數(shù)，激光載氣(He氣)和四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的載氣(Ar氣)流量設(shè)置參照步驟2中最優(yōu)匹配，先固定束斑直徑(10μm)和激光剝蝕能量密度(2J/cm2)，變換脈沖頻率(1～7Hz)，采用單點(diǎn)剝蝕的方式，記錄下每組條件下獨(dú)居石標(biāo)準(zhǔn)樣品44069的信號(hào)；然后固定束斑直徑(10μm)和激光剝蝕能量(3J/cm2)，變換脈沖頻率(1～7Hz)，采用單點(diǎn)剝蝕的方式，記錄下每組條件下獨(dú)居石標(biāo)準(zhǔn)樣品44069的信號(hào)；最后對(duì)記錄下的信號(hào)進(jìn)行處理，篩出獨(dú)居石238U瞬時(shí)信號(hào)的最高靈敏度，計(jì)算各組條件下獨(dú)居石的206Pb-238U的元素分餾指數(shù)和206Pb/238U值的RSD，比較得到適用于獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb定年的最優(yōu)激光剝蝕參數(shù)。
步驟4、在優(yōu)化后的四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀和激光剝蝕參數(shù)下，利用10μm小束斑測(cè)定獨(dú)居石U-Th-Pb年齡，使208Pb-232Th和206Pb-238U的元素分餾指數(shù)小于3％，208Pb/232Th和206Pb/238U同位素比值的單點(diǎn)測(cè)試精度均小于3％，206Pb-238U和208Pb-232Th加權(quán)平均年齡在誤差范圍內(nèi)一致，且在推薦值范圍內(nèi)。具體步驟如下：以獨(dú)居石標(biāo)準(zhǔn)樣品44069為測(cè)試對(duì)象，利用激光剝蝕進(jìn)樣到四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的參數(shù)設(shè)置參照步驟1中優(yōu)化后的參數(shù)，激光載氣(He氣)和四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的載氣(Ar氣)流量設(shè)置參照步驟2中最優(yōu)匹配，激光器的參數(shù)設(shè)置參照步驟3中優(yōu)化后的激光剝蝕參數(shù)，測(cè)試過(guò)程均采用單點(diǎn)剝蝕方式，每個(gè)測(cè)點(diǎn)總分析時(shí)間為60s，其中背景信號(hào)10s，樣品信號(hào)40s，吹掃信號(hào)10s。數(shù)據(jù)采集采用跳峰模式，204Pb、206Pb、207Pb、208Pb、238U的檢測(cè)駐留時(shí)間均為20ms，232Th的駐留時(shí)間為10ms。每測(cè)定5個(gè)未知樣品點(diǎn)，交替測(cè)定2次標(biāo)準(zhǔn)樣品。采用獨(dú)居石標(biāo)樣44069作為外標(biāo)進(jìn)行U-Th-Pb同位素分餾效應(yīng)和儀器漂移的校正計(jì)算，校正計(jì)算采用軟件Glitter 4.0，未對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何普通鉛校正，數(shù)據(jù)投圖利用Isoplot 3.7來(lái)完成，最終獲得獨(dú)居石的208Pb-232Th和206Pb-238U加權(quán)平均年齡。
進(jìn)一步包括：配制1ppb 7Li,59Co,89Y,140Ce,205Tl標(biāo)準(zhǔn)溶液，利用該溶液樣品優(yōu)化四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀參數(shù)。
進(jìn)一步，He流量與Ar流量的總和介于1.55～1.65L/Min。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用于獨(dú)居石10μm小束斑U-Th-Pb年齡測(cè)定方法的激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。
進(jìn)一步，所述激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀以獨(dú)居石為剝蝕對(duì)象，采用激光剝蝕能量密度3J/cm2、激光脈沖頻率4Hz，用10μm小束斑測(cè)定獨(dú)居石的U-Th-Pb年齡。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下：
1、在溶液進(jìn)樣的條件下，提高四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的元素響應(yīng)強(qiáng)度、校準(zhǔn)質(zhì)量軸、保證質(zhì)譜分辨率、在整個(gè)監(jiān)測(cè)質(zhì)量范圍內(nèi)獲得均衡一致的元素響應(yīng)值、減小雙電荷和氧化物的干擾等，保證四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的最優(yōu)檢測(cè)狀態(tài)
2、激光剝蝕進(jìn)樣過(guò)程中，由激光剝蝕系統(tǒng)的載氣(He)和四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的載氣(Ar)，共同將固體樣品微粒傳輸?shù)劫|(zhì)譜儀的檢測(cè)系統(tǒng)。二者流量的匹配直接影響到傳輸效率，對(duì)靈敏度影響很大。只有最優(yōu)的Ar氣和He氣流量匹配，才能在利用LA-Q-ICP-MS測(cè)定獨(dú)居石U-Th-Pb年齡時(shí)，具有高的靈敏度。
3、過(guò)高的能量密度和脈沖頻率，可能會(huì)擊穿礦物，而過(guò)低的能量密度和脈沖頻率，可能導(dǎo)致進(jìn)樣量不足，難以檢測(cè)，故需要針對(duì)獨(dú)居石，獲得適合進(jìn)行10μm小束斑U-Th-Pb定年的激光剝蝕參數(shù)，保證足夠高的靈敏度，且低的元素分餾程度。
4、在優(yōu)化的Q-ICP-MS參數(shù)、匹配兩路載氣流量(Ar和He)、獲得適用于小束斑獨(dú)居石U-Th-Pb定年的激光剝蝕參數(shù)的基礎(chǔ)上，測(cè)定獨(dú)居石標(biāo)準(zhǔn)樣品44069的U-Th-Pb年齡，建立一種獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法。
總之，本發(fā)明提供的獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法，極大地提高了獨(dú)居石U-Th-Pb年齡測(cè)定的空間分辨率，使之滿足大部分獨(dú)居石的測(cè)試需求；利用激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀儀器，在優(yōu)化后的儀器參數(shù)條件下，用10μm小束斑測(cè)定獨(dú)居石標(biāo)樣44069的U-Th-Pb年齡，檢驗(yàn)所建立方法的適用性。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的獨(dú)居石10μm小束斑U-Th-Pb年齡測(cè)定方法流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的獨(dú)居石10μm小束斑LA-Q-ICP-MS U-Th-Pb年齡測(cè)定方法包括以下步驟：
S101：溶液進(jìn)樣，優(yōu)化Q-ICP-MS參數(shù)，使其具有高的靈敏度，且RSD小；
S102：固體進(jìn)樣(人造玻璃標(biāo)樣NIST610)，匹配Q-ICP-MS的載氣(Ar氣)和激光的載氣(He氣)，使聯(lián)機(jī)后的LA-Q-ICP-MS具有高的靈敏度，且RSD??；
S103：設(shè)計(jì)第一組激光剝蝕條件實(shí)驗(yàn)(以獨(dú)居石標(biāo)樣44069為剝蝕對(duì)象)，初步獲得適用于獨(dú)居石小束斑定年的激光剝蝕參數(shù)范圍；
S104：設(shè)計(jì)第二組激光剝蝕條件實(shí)驗(yàn)(以獨(dú)居石標(biāo)樣44069為剝蝕對(duì)象)，獲得適用于在10μm束斑條件下進(jìn)行獨(dú)居石U-Th-Pb年齡測(cè)定的激光剝蝕參數(shù)；
S105：利用LA-Q-ICP-MS，在優(yōu)化后的儀器參數(shù)條件下，用10μm小束斑測(cè)定獨(dú)居石標(biāo)樣44069的U-Th-Pb年齡，檢驗(yàn)所建立方法的適用性。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例的獨(dú)居石10μm小束斑U-Th-Pb年齡測(cè)定方法包括以下步驟：
步驟一，配制1ppb調(diào)諧液(7Li,59Co,89Y,140Ce,205Tl)，然后將該溶液樣品引入到四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，在自動(dòng)調(diào)諧的基礎(chǔ)上，輔以手動(dòng)調(diào)諧，進(jìn)行優(yōu)化的四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀參數(shù)主要包括：矩管位置、采樣深度、提取透鏡電壓、Omega透鏡電壓、RF功率、載氣流量等，目標(biāo)是提高待測(cè)元素的響應(yīng)強(qiáng)度、校準(zhǔn)質(zhì)量軸、保證質(zhì)譜分辨率、在整個(gè)監(jiān)測(cè)質(zhì)量范圍內(nèi)獲得均衡一致的元素響應(yīng)值、減小雙電荷和氧化物的干擾等，其中，205Tl的響應(yīng)強(qiáng)度(即靈敏度)大于200000cps/ppm，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1％～2％，雙電荷(70/140)小于1.5％，氧化物產(chǎn)率(156/140)小于1％。引入溶液樣品到等離子體質(zhì)譜儀，優(yōu)化等離子體質(zhì)譜儀參數(shù)，使等離子體質(zhì)譜儀具有高靈敏度，且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差?。?/p>
步驟二，進(jìn)行激光與四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的聯(lián)機(jī)，即：將激光束聚焦于人造玻璃標(biāo)樣NIST 610表面使之熔蝕氣化，由載氣(He氣)將樣品微粒(氣溶膠)送至四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中，進(jìn)行定量分析。激光剝蝕進(jìn)樣過(guò)程中，由激光剝蝕系統(tǒng)的載氣(He)和等離子體質(zhì)譜儀的載氣(Ar)，共同將固體樣品微粒傳輸?shù)劫|(zhì)譜儀的檢測(cè)系統(tǒng)。二者流量的匹配直接影響到傳輸效率，對(duì)靈敏度影響很大。在固定激光剝蝕參數(shù)(剝蝕束斑24μm，能量密度6J/cm2，脈沖頻率7Hz)，即保證進(jìn)樣量一樣的情況下，當(dāng)He流量與Ar流量的總和介于1.55～1.65L/Min之間時(shí)，238U計(jì)數(shù)更高，其中He流量和Ar流量分別為800ml/Min、0.8L/Min時(shí)，238U計(jì)數(shù)為460000cps，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為3％左右。引入人造玻璃標(biāo)樣NIST610到激光等離子體質(zhì)譜儀，匹配等離子體質(zhì)譜儀的載氣Ar氣及激光的載氣He氣，使聯(lián)機(jī)后的激光等離子體質(zhì)譜儀具有高靈敏度，且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差?。?/p>
步驟三，根據(jù)常用的鋯石激光剝蝕參數(shù)，在較大束斑直徑(32、24μm)下，初步探索適合獨(dú)居石的激光剝蝕能量密度和脈沖頻率。具體操作過(guò)程如下：首先固定激光束斑直徑(32μm)，在能量密度分別為2、4、6、8J/cm2的條件下，變換脈沖頻率(5、7、10Hz)；然后固定激光束斑直徑(24μm)，在能量密度分別為2、4、6、8J/cm2的條件下，變換脈沖頻率(5、7、10Hz)，綜合對(duì)比206Pb、208Pb、238U、232Th瞬時(shí)信號(hào)的靈敏度和RSD，以及Pb、Th、U的元素分餾程度(以208Pb-232Th和206Pb-238U計(jì)算)。
結(jié)果表明，獨(dú)居石的206Pb、208Pb、238U、232Th瞬時(shí)信號(hào)的靈敏度均較高，且RSD小。相比于鋯石在激光參數(shù)(24μm，6J/cm2，7Hz)下的206Pb-238U的元素分餾指數(shù)(12％)，獨(dú)居石的208Pb-232Th和206Pb-238U的元素分餾指數(shù)均較低，分別為0.2％～6.1％、0.1％～17.0％。另外，當(dāng)能量密度過(guò)高時(shí)(≥6J/cm2)，即使采用小的脈沖頻率(5Hz)，也容易將樣品擊穿。說(shuō)明獨(dú)居石較鋯石更易剝蝕，初步設(shè)定的激光剝蝕條件(能量密度、脈沖頻率)都偏高，需要重新設(shè)置一組實(shí)驗(yàn)。
設(shè)計(jì)第一組激光剝蝕條件實(shí)驗(yàn)，以獨(dú)居石標(biāo)樣44069為剝蝕對(duì)象，初步獲得適用于獨(dú)居石小束斑定年的激光剝蝕參數(shù)范圍；
步驟四，根據(jù)獨(dú)居石初步激光條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明又開展了一組正交試驗(yàn)，束斑直徑為10μm；能量密度為2、3J/cm2；脈沖頻率為1～7Hz。由于激光能量密度為1J/cm2時(shí)，不足以剝蝕獨(dú)居石，即使脈沖頻率升到7Hz，剝蝕持續(xù)10s后，樣品信號(hào)才會(huì)被明顯檢測(cè)到，故實(shí)驗(yàn)過(guò)程不涉及激光能量密度為1J/cm2的相關(guān)條件。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：固定束斑直徑(10μm)，在激光剝蝕能量密度分別為2、3J/cm2的條件下，變換脈沖頻率(1～7Hz)，綜合對(duì)比206Pb、208Pb、238U、232Th瞬時(shí)信號(hào)的靈敏度和RSD，Pb、Th、U元素分餾程度(以208Pb-232Th和206Pb-238U計(jì)算)及208Pb/232Th值和206Pb/238U值的RSD，探索小束斑條件下測(cè)定獨(dú)居石U-Th-Pb年齡的最優(yōu)激光剝蝕參數(shù)。
實(shí)驗(yàn)表明，在小束斑條件下，獨(dú)居石的206Pb、208Pb、238U、232Th瞬時(shí)信號(hào)的靈敏度依然較高，且RSD小。束斑直徑為10μm時(shí)，在3J/cm2、4Hz條件下，208Pb-232Th和206Pb-238U的元素分餾指數(shù)分別為1.5％、2.7％，208Pb/232Th和206Pb/238U值的RSD分別9.6％、11.4％，均較小，該組條件實(shí)驗(yàn)中的最優(yōu)匹配。
設(shè)計(jì)第二組激光剝蝕條件實(shí)驗(yàn)，以獨(dú)居石標(biāo)樣44069為剝蝕對(duì)象，獲得適用于在10μm束斑條件下進(jìn)行獨(dú)居石U-Th-Pb年齡測(cè)定的激光剝蝕參數(shù)；
步驟五，利用激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜法在10μm束斑直徑下測(cè)定獨(dú)居石標(biāo)樣44069的U-Th-Pb年齡。在10μm束斑直徑下，采用的激光能量密度為3J/cm2，脈沖頻率為4Hz，獨(dú)居石標(biāo)樣44069可以達(dá)到足夠測(cè)定的靈敏度，208Pb-232Th和206Pb-238U的元素分餾指數(shù)小于3％，208Pb/232Th和206Pb/238U同位素比值的RSD小于12％，208Pb/232Th和206Pb/238U同位素比值的單點(diǎn)測(cè)試精度均小于3％。所測(cè)207Pb/235U-206Pb/238U年齡諧和，206Pb-238U加權(quán)平均年齡為425.7±7.2Ma，208Pb-232Th加權(quán)平均年齡為426.6±6.1Ma。
利用SHRIMP法測(cè)定獨(dú)居石44069的206Pb-238U加權(quán)平均年齡為426±3Ma，利用TIMS法測(cè)定獨(dú)居石44069的207Pb/235U-206Pb/238U諧和年齡為424.9±0.4Ma，與本發(fā)明所測(cè)獨(dú)居石44069的LA-ICP-MS法206Pb-238U和208Pb-232Th加權(quán)平均年齡一致。表明利用激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜法在10μm束斑直徑下測(cè)定獨(dú)居石U-Th-Pb年齡的方法是可行的。
利用激光剝蝕四級(jí)桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀儀器，在優(yōu)化后的儀器參數(shù)條件下，用10μm小束斑測(cè)定獨(dú)居石標(biāo)樣44069的U-Th-Pb年齡，檢驗(yàn)所建立方法的適用性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。