锆石是一种重要的副矿物，广泛存在于自然界各类岩石中。锆石的原位微区U-Pb年龄、Hf-O同位素和元素地球化学组成特征可以提供岩石形成的年龄、成因和演化等重要信息。但原位微区分析是比较分析的一种（Comparative analysis），需要基质匹配的标准物质进行质量分馏校正，并评估外部重现性。然而，随着原位微区锆石分析技术的进步和仪器数量上的增加，对锆石标准物质的需求越来越大。目前国际上很多常用的锆石标准物质（如91500，M257等）已基本消耗殆尽，不能满足日益增长的微区原位分析需求，急需研制新的锆石标准物质。针对这一问题，中科院地质与地球物理研究所黄超高级工程师和王浩副研究员等人开展了锆石标准物质研发工作，对上百件潜在锆石标准进行了筛查，选择锆石巨晶SA01进行了详细的多实验室定值和均一性检验分析。 

　　利用两家CA-ID-TIMS实验室对SA01锆石进行了U-Pb年龄分析，获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄为535.08 ± 0.32 Ma (2s, n = 10, 图1)。两种原位微区分析获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄与TIMS在误差范围内一致。具体地，SIMS分析获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为536.4 ± 8.8 Ma (2s, n = 130, 图2a, b)，LA-ICP-MS分析获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为536 ± 11Ma (2s, n = 119, 图2c, d)。 

　　 

　　图1. ID-TIMS U-Pb年龄 

　　 

　　图2. SIMS和LA-ICP-MS U-Pb年龄 

　　  

　　       SA01锆石的激光微区微量元素分析显示其Hf含量为9797 ± 563 μg g^-1 (1s, n=139), U含量为161 ± 50 μg g^-1 (1s, n=139), Th含量为243 ± 126 μg g^-1 (1s, n=139)，Th/U为1.44 ± 0.32。Ti的含量分布从10.1μg g^-1到19.7μg g^-1，对应的温度范围是742-804 °C。与广泛应用的其他锆石标准物质相比，SA01具有较高的Ti含量和Th/U比，如图3所示，这表明锆石SA01可能结晶自于碱性岩浆。先前的研究表明，除了放射性损伤外，锆石晶格中微量元素的替代也会影响激光剥蚀速率，进而导致分析样品和标准物质之间出现年龄的系统偏差。因此，在对碱性岩中锆石进行U-Pb年龄的激光微区分析时，SA01锆石是最为理想的标准物质。 

　　 

　　图3. SA01的微量元素 

　　  

　　同时采用不同的实验方法对SA01锆石进行的Hf-O同位素分析揭示SA01锆石具有相当均一的Hf-O同位素组成。其中激光氟化O同位素分析获得的d¹⁸O值为6.16 ± 0.26‰ (2s, n = 14)，SIMS分析结果在误差范围内与其一致，为6.19 ± 0.37‰ (2s, n = 336, 图4)。溶液MC-ICP-MS分析获得的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf 为 0.282293 ± 0.000007 (2s, n=30)，LA-MC-ICP-MS分析结果与之在误差范围内一致，为0.282291 ± 0.000026 (2s, n=436, 图5)。 

　　 

　　图4. O同位素均一性检验结果 

　　 

　　图5. Hf同位素均一性检验结果 

　　  

　　此外， SIMS锂同位素分析显示SA01锆石Li同位素组成变化大(图6)，因此不适合做锆石Li同位素分析标准物质。 

　　 

　　图6. Li同位素均一性检验结果 

　　综上所述，大量的分析表明SA01锆石具有均一的U-Pb年龄和Hf-O同位素组成，是理想的原位微区锆石标准物质，可供国内外SIMS和LA-ICP-MS实验室使用。 

　　该成果最近发表在国际学术期刊Geostandards and Geoanalytical Research上（Huang et al. SA01–A Proposed Zircon Reference Material for Microbeam U-Pb Age and Hf-O Isotopic Determination. Geostandards and Geoanalytical Research, 2020, 44: 103-123）。该研究得到科技部国家重点研发计划资助（2016YFC0600109）。