锡是重要的关键金属资源之一，广泛用于电器、电子、化工及军事工业等领域。锡石作为最重要的富锡矿石矿物，主要存在于与花岗岩侵入体相关的热液石英脉型、伟晶岩型、云英岩型、矽卡岩型和冲击型的锡矿床中。准确限定锡矿床的成矿时代，对于充分了解其矿床成因、精细成矿过程、矿床分布规律以及进一步指导矿床的寻找和勘查均起着至关重要的作用。
锡石的U含量较低，通常含有流体包裹体和富普通铅（白钨矿、方铅矿、黄铁矿等）的包裹体，且锡石的化学性质较为稳定，常规的溶剂（盐酸、硝酸、氢氟酸）很难将其完全溶解。而传统同位素稀释-热电离质谱法（ID-TIMS）是一种整体分析方法，普通铅和包裹体的存在以及样品的不完全溶解会对测试结果带来严重的影响，使得测试的成功率大大降低。且该方法的化学前处理流程较为复杂，测量单个样品所需的时间较长，这极大地限制了该方法的推广与使用。
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法（LA-ICP-MS）具有高空间分辨率、高灵敏度、高分析效率以及简便的样品制备流程等优点，能够有效地区分内部结构较为复杂的样品，并且能够有效地避免裂隙或包裹体带来的干扰，是解决上述问题比较理想的解决方案。但是该方法目前还存在许多问题，其中，缺乏基体匹配的外部标准物质是限制激光微区分析方法广泛使用的主要原因。目前国际上可供使用的锡石微区原位U-Pb定年的标准物质较为稀少（AY-4、SPG和Yankee）。这些标准物质中，AY-4的锡石是目前为止国际上使用最为广泛的，但最新研究结果指出，该样品的年龄可能不均一，关于其年龄的均一性还有待进一步检验。此外，SPG-Ⅳ和Yankee锡石虽然目前均报道了ID-TIMS年龄结果，但由于样品量较少（如SPG-Ⅳ）并且含有一定量的普通铅（如Yankee），这势必会影响这些样品的广泛使用。目前当务之急是研发更多可供广泛使用的锡石微区原位U-Pb定年的标准物质。
针对上述科学问题，中国科学院地质地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室博士研究生杨明与导师杨岳衡正高级工程师及其合作者（德国地学研究中心、中国地质调查局天津地质调查中心），建立了LA-SF-ICP-MS锡石微区原位U-Pb定年分析方法，对普通铅含量较低的样品进行了ID-TIMS分析（图1），研究结果如下：
（1）激光微区方法获得的结果与ID-TIMS方法获得的结果或与前人报道的同一地区的锆石、锡石或黑钨矿的U-Pb年龄一致（图2）；
（2）采用208Pb普通铅校正方法获得的结果与207Pb普通铅校正方法获得的结果在误差范围内保持一致（图2），通过对比不同Th/U比值条件下对208Pb校正结果带来的影响（图3c），充分证明208Pb校正方法的可靠性；
（3）探讨了钨的氧化物对202Hg、204Hg和204Pb的同质异位素干扰（图3a、图3b），报道了新的AY-4锡石ID-TIMS U-Pb年龄（154.3 ± 0.7 Ma; 图1d），讨论了造成AY-4锡石年龄结果的差异的原因（图3d）；
（4）采用激光微区微量元素面扫分析方法，揭示了锡石中U、Pb的赋存状态以及与其它元素之间的关系（图4）。
图1 ID-TIMS测定（a）PitAB（巴西）、（b）Rond-A（巴西）、（c）RG-114（刚果金）、（d）AY-4（湖南）、（e）19GX（广西）、（f）BB#7（美国）锡石样品U-Pb谐和图
图2 LA-SF-ICP-MS方法测定PitAB（巴西）、 Rond-A（巴西）、RG-114（刚果金）锡石样品的T-W图解与207Pb校正的206Pb/238U加权平均年龄（a、c、e），以及208Pb校正的谐和年龄和206Pb/238U加权平均年龄（b、d、f）
图3 LA-SF-ICP-MS方法分析NIST 612玻璃标准物质（a）与锡石Kard（b）的各质量数信号强度随时间的变化及钨氧离子团的干扰；（c）不同Th/U比值对208Pb普通铅校正方法的影响；（d）普通铅扣除对低238U/204Pb矿物相年龄结果的影响（以AY-4为例）
图4 Kard锡石样品激光微区微量元素面扫分析结果
该研究建立了锡石激光微区U-Pb定年方法并研发了新的锡石U-Pb定年标准物质，展示了锡石激光微区U-Pb定年方法的广泛应用与推广前景，为我国的锡矿床研究提供了基础技术支撑。
研究成果发表于国际学术期刊Chemical Geology（杨明, Romer RL*, 杨岳衡*, 吴石头, 王浩, Tu JR, Zhou HY, 谢烈文, 黄超, 许蕾, 杨进辉, 吴福元. U-Pb isotopic dating of cassiterite: Development of reference materials and in situ applications by LA-SF-ICP-MS [J]. Chemical Geology, 2022, 593: 120754.DOI: 10.1016/j.chemgeo.2022.120754）研究受国家自然科学基金（41525012, 41688103 & 42103025）及国家留学基金委（202004910582）资助。
