斜锆石分子式为ZrO2(和锆石ZrSiO3相差一个SiO2),一般出现在硅不饱和岩石中,如金伯利岩、碳酸岩、碱性岩、基性-超基性侵入体和一些陨石中。斜锆石通常含有较高的U而普通Pb含量极低,因而是硅不饱和岩石最为重要的U-Pb定年矿物。但是斜锆石在岩石中含量非常低,且非常细小,晶体多为板状,不易于常规的矿物分选,也不易于常规的单颗粒溶解并热电离质谱分析法定年,因此离子探针微区原位的定年方法成为首选、甚至必选手段。然而,以往的离子探针(SHRIMP)分析发现,即使非常均一的斜锆石在不同晶面上获得的U-Pb年龄变化范围很大,无法进行高精度的U-Pb分析,即存在所谓的“光轴效应”,但是对207Pb/206Pb没有影响,这样一般认为离子探针只能获得斜锆石的Pb-Pb年龄。由于年轻样品放射成因207Pb很低,因此离子探针仅限于测定古老的(>800 Ma)斜锆石207Pb/206Pb年龄。
地质与地球物理研究所离子探针实验室李秋立副研究员等人通过对Cameca IMS 1280离子探针仪器条件的优化,利用样品表面的吹氧技术使得斜锆石的Pb离子产率提高7倍以上,并采用多接收器模式同时分析Pb同位素组成,使得207Pb/206Pb测试精度显著提高,从而将斜锆石的Pb-Pb定年极限从原来的前寒武纪扩展到了中生代。通过详细研究发现,吹氧技术可以很好的抑制斜锆石的“光轴效应”,使斜锆石的U/Pb年龄变化范围降低到~2%,在国际上首次实现了新生代斜锆石离子探针U-Pb年龄测定。该方法的建立,为斜锆石微区原位U-Pb和Pb-Pb定年奠定了基础,对于解决硅不饱和岩石的定年难题起到了关键作用。
该成果最近发表在国际学术期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry上(Li Qiu-Li, Li Xian-Hua, Liu Yu, et al. Precise U–Pb and Pb–Pb dating of Phanerozoic baddeleyite by SIMS with oxygen flooding technique. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2010, 25: 1107–1113)。
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