U-Pb ИЗОТОПНОЕ ДАТИРОВАНИЕ ЦИРКОНОВ LA-ICP-MS МЕТОДОМ: ПРОЦЕДУРА ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТА

ИЗОТОПНЫХ ОТНОШЕНИЙ

Хубанов В.Б., Буянтуев М.Д., Звонцов И.В.Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ, khubanov@mail.ru

Фор, 1989

U-Th-Pb изотопное датирование

Методы измерения U-Pb изотопных отношений•TIMS+ Высокая точность измерения

- Сложная и продолжительная процедура пробоподготовки- Высокие требования к «чистоте» лабораторий

- Невозможность проведения локального анализа

•LA-ICP-MS+ Пространственное разрешение (40мкм Х 15мкм)

+ Простая и быстрая процедура пробоподготовки

+ Высокая пропускная способность

+ Дешевый

- точность измерения

•SIMS (SHRIMP)+ Пространственное разрешение (5мкм Х 2мкм)

+ Простая и быстрая процедура пробоподготовки

+ Точность измерения

- Низкая пропускная способность

- Дороговизна, сложность эксплуатации оборудования

LA-ICP-MS• Квадрупульные

масс-спектрометры

+ Простота и надежность

+ Стоимость масс-спектрометра

- Чувствительность

- Точность измерений

• Высокоразрешающие (двухфокусные) одноколекторные масс-спектрометры

+ Чувствительность

+ Точность измерений

- Сложность обслуживания

• Магнитные многоколлекторные масс-спектрометры

+ Точность измерений

- Чувствительность

- Стоимость масс-спектрометра

- Сложность обслуживания

Лазер (UP-213): ультрафиолет, 213 нм

аэрозоль

Лазерный лучИСП-МС

Частички аэрозоля

Твердаяпроба

Поток гелия

Абляционная камера

~1л/мин

Лазерный пробоотбор

Принципиальная схема масс-спектрометра Element XR

2. Фокусированиеразгон ионов

3. Входная щель

4. Разделение по массе

5. Разделение по энергии

6. Детектор

1. Генерация ионов

Обработка сигнала

Стандарты

Цирконы:

Plesovice (T=337,3 Ma, U=465-3084 ppm, Pb(rad)=21-158) (Slama et al., 2008).

Temora 2 (T=417 Ma, U= 82-320 ppm, Pb(rad)=14,3) (Black et al., 2004).

GJ (T=609 Ma, U= 212-422 ppm, Pb(rad)=19,3-37,4) (Jackson et al., 2004).

Стекло: NIST 612

IMGRE Belousova Gin

La 0,04 0,00

Ce 25,24 30,57 29,31

Pr 0,62 0,42 2,08

Nd 1,67 1,79 4,64

Sm 13,64 11,82 22,08

Eu 19,82 19,13 27,58

Gd 38,28 39,06 54,33

Tb 59,55 56,61 66,76

Dy 104,29 89,73 115,31

Ho 167,72 133,51 169,31

Er 240,36 195,18 251,81

Tm 363,14 281,92 390,47

Yb 546,94 431,25 860,69

Lu 669,55 508,07 677,43

Определение REE состава цирконов

Циркон GJ

  PLS PLS GinLa 1,31 1,84 0,80Ce 4,23 11,29 4,24Pr 3,53 7,37 2,53Nd 6,33 14,56 5,48Sm 29,22 59,74 28,98Eu 20,68 39,64 15,47Gd 71,95 141,95 89,42Tb 152,20 288,38 137,42Dy 240,06 440,77 234,36Ho 301,59 546,74 272,08Er 355,42 602,41 309,95Tm 413,90 679,42 370,00Yb 490,61 763,17 750,34Lu 385,98 590,78 299,72

Циркон Plesovice

Определение REE состава цирконов

18.04.13 22.04.17

06.05.13

Plesovice

Аттестованный возраст 337, 3 млн. лет

University of Bergenweighted mean 206Pb/238U:338.5 ± 1.6 Ma (MSWD = 1.19)(61 analyses)

Memorial University of Newfoundlandweighted mean 206Pb/238U:335.4 ± 1.0 Ma (MSWD = 0.18)(48 analyses)

JWG University of Frankfurt am Mainweighted mean 206Pb/238U:337.8 ± 1.0 Ma (MSWD = 0.87)(42 analyses)

Plešovice zircon – laser ablation ICP-MS U-Pb dating (Slama et al., 2008)

GJ-1

24.04.13 06.05.13

Аттестованный возраст 609 млн. лет

Temora-2

Аттестованный возраст 417 млн. лет

Соотношение стандартных отклонений изотопных отношений

Вероятные причины высоких значений стандартных отклонений

Система байпассов и длина газовых трубок Камера лазерного пробоотбора

Δ I1

I, cps

U, v

Δ U1

Δ I2

Δ U2

Δ I1 > Δ I2Δ U1 = Δ U2

Настройки электронного умножителя

Koch et al., 2008

Заключение• LA-ICP-MS метод обладает высокой производительностью и

позволяет получать относительно дешевые U-Pb изотопные геохронологические данные.

• Высокоразрешающие масс-спектрометры представляется более предпочтительными, в сравнение с квадрупольными, для использования в U-Pb изотопном датировании по цирконам.

• На базе ICP-MS Element XR и LA UP-213, установленных в ГИН СО РАН, реализована возможность микроэлементного анализа минералов.

• Для реализации методики U-Pb изотопного датирования цирконов необходимо проведение дополнительных технических доработок оборудования.