稀有金属铍广泛应用于航空、航天和核反应堆等领域，是重要的战略资源，被誉为“空间金属”。绿柱石(Berylite)是一种重要的铍(Be)铝硅酸盐矿物，主要赋存于花岗伟晶岩和高度分异花岗岩中，偶见于镁铁质变质岩中。颗粒大、颜色艳丽、透明度高的绿柱石可以作为高档的宝石原料（如祖母绿、海蓝宝等），有重要的经济价值；同时绿柱石作为铍的矿石原料，有重要的工业价值。但其地质年代学潜力尚未得到充分挖掘。
传统基于全矿物整体溶解等流程的Rb-Sr定年方法耗时长，流程复杂，成功率低。更为重要的是，在对单矿物进行分析时无法有效区分不同时代的矿物生长环带，往往获得不具实际地质意义的混合等时线年龄。近年来，随着原位同位素分析技术的突破，应用激光剥蚀电感耦合等离子体串联质谱（LA-ICP-MS/MS），在碰撞反应池中通入SF₆等反应气体，将锶（Sr）在线转化为SrF⁺，彻底消除了⁸⁷Rb对⁸⁷Sr的同质异位素干扰，这一技术正迅速获得地质年代学界的青睐。
已有研究表明约90%的绿柱石含有5–50 ppm的Rb，且Sr含量极低，从而产生了极高的⁸⁷Rb/⁸⁶Sr比值（往往>10000）（图1）。在这种条件下，单颗粒、单样品（模式）年龄测定成为可能——即在假设初始（普通）锶含量可忽略不计的前提下，直接通过测定的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr和⁸⁷Rb/⁸⁶Rb比值计算年龄。这些工作表明，绿柱石的Rb-Sr年代学潜力巨大，但目前缺乏系统性的可靠研究。
图1 绿柱石族矿物与云母族矿物Rb含量及Rb/Sr比值和本研究首次提出的低信号区间采用88Sr计算86Sr信号误差
为此，中国科学院地质与地球物理研究所MC-ICP-MS实验室博士研究生张门品、杨岳衡正高级工程师与TIMS实验室储著银研究员及其合作者，利用热电公司的
iCap TQ三重四级杆，通过活化气体碰撞反应，实现了同质量数的母子体在线分离，从而建立并验证了一套基于LA-ICP-MS/MS的绿柱石原位Rb-Sr定年新方法。
研究团队对来自8件绿柱石进行了测试，系统评估了原位Rb-Sr年龄在精度、准确性及局限性方面的表现，并与溶液Rb-Sr法及副矿物U-Pb年龄进行对比；取得了以下认识：
（1）建立“标尺”：研究将两颗古老绿柱石（HJLG241和CHY241）确立为候选标准物质，其定年结果分别为 17.98亿年 和 18.35亿年。这为未来全球同类型研究提供了一把可靠的时间“标尺”（图2-图4）。
图2 HJLG241和CHY241绿柱石样品手标本及镜下照片和BSE及EDS-mapping图
图3 HJLG241和CHY241的激光微区原位Rb-Sr反等时线年龄
图4 同位素稀释法测定HJLG241（a）和CHY241（b）绿柱石样品的Rb-Sr等时线年龄
（2）成功应用：利用这把“标尺”，团队成功获得了国内多个地区伟晶岩中绿柱石的准确年龄，为相关矿床的形成时代提供了关键证据（图5）。
图5 内蒙益元兴、三木岱庙、华南幕阜山、内蒙石灰窑及内蒙维拉斯托绿柱石样品的Rb-Sr定年结果
（3）开发新工具：推出专门针对原位数据集的数据处理方案（DRS），并在Iolite软件中开发相应的可视化Rb-Sr年龄插件（图6）；
图6 研究团队提出的 Iolite软件中可视化插件“Visual Rb-Sr age”的主要功能，包括实际分析过程中绿柱石的Rb-Sr正等时线图（a）和Rb-Sr反等时线图（b）
研究证实，对绿柱石及其宝石变种（如海蓝宝石、祖母绿等）开展直接Rb-Sr定年，不仅能为稀有金属铍成矿时代提供高空间分辨率的独立年代学约束，亦可成为示踪稀有金属矿床与宝石级矿床演化历程的有效工具。
该一研究将绿柱石这一兼具地质意义与经济价值的“多面手矿物”的定年潜力充分释放，不仅为宝石成因研究与矿产勘探提供了独立、精准的定年工具，也为理解伟晶岩成因、地壳物质演化等重大地质问题，增添了一把关键而精准的“新钥匙”。未来，当我们再欣赏祖母绿的璀璨或海蓝宝的深邃时，或许可以想到，地质研究人员已经能够精准解读它身上封存了亿万年的地球故事。
研究成果以封面文章的形式发表于国际质谱学专业期刊JAAS（张门品，杨岳衡，黄超，吴石头，储著银，赵子福，王浩，许蕾，杨进辉，吴福元. In situ Rb-Sr beryl geochronology by LA–ICP–MS/MS [J]. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2026. DOI: 10.1039/D5JA00334B.）。研究工作受地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项（2025ZD1005300）与国家自然科学基金（42430105, 42473037和42473036）项目联合资助。
作为封面论文发表
张门品（博士生）
