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鋯石地球化學(xué)特征及地質(zhì)應(yīng)用研究綜述
（作者未知） 2010/5/30
摘 要:介紹并對比了用于鋯石等副礦物測試的離子探針、激光探針、電子探針、質(zhì)子探針等幾種微區(qū)原位測試技術(shù)各自的特點。鋯石U-Pb 定年實現(xiàn)了對同一鋯石顆粒內(nèi)部不同成因的鋯石域進(jìn)行原位年齡的分析,給出了有關(guān)寄主巖石的源巖、地質(zhì)演化歷史等重要信息,為地質(zhì)過程的精細(xì)年齡框架的建立提供了有效的途徑。鋯石微量元素、同位素特征是譯解巖石來源和成因的指示器。鋯石Hf 同位素已成功地用于地球早期歷史、巖漿來源、殼幔相互作用、區(qū)域大陸地殼增長的研究等;鋯石氧同位素組成能有效地約束殼幔相互作用和示蹤巖漿來源等。
關(guān)鍵詞:鋯石;年代學(xué);地球化學(xué)特征;地質(zhì)應(yīng)用
隨著能夠顯示礦物內(nèi)部復(fù)雜化學(xué)分區(qū)的成像技術(shù)和高分辨率的微區(qū)原位測試技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,研究顆粒鋯石等副礦物微區(qū)的化學(xué)成分、年齡、同位素組成及其地質(zhì)應(yīng)用等已成為國際地質(zhì)學(xué)界研究的熱點[1 ] 。鋯石U2Pb 法是目前應(yīng)用最廣泛的同位素地質(zhì)年代學(xué)方法,鋯石的化學(xué)成分、Hf 和O 同位素組成廣泛應(yīng)用于巖石成因、殼幔相互作用、區(qū)域地殼演化的研究等,對地球上古老鋯石的化學(xué)成分和同位素的研究是追朔地球早期歷史的有效工具。筆者著重綜述鋯石的化學(xué)成分、同位素組成特征及其在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用。
1 微區(qū)原位測試技術(shù)
鋯石等副礦物在地質(zhì)學(xué)中的廣泛應(yīng)用與近年來原位分析測試技術(shù)的快速發(fā)展密不可分。代寫論文目前已廣泛應(yīng)用的微區(qū)原位測試技術(shù)主要有離子探針、激光探針和電子探針等。
1. 1 離子探針
離子探針( sensitive high resolution ion micro-probe ,簡稱SHRIMP) 可用于礦物稀土元素、同位素的微區(qū)原位測試。在目前所有的微區(qū)原位測試技術(shù)中,SHRIMP 的靈敏度、空間分辨率最高(對U 、Th 含量較高的鋯石測年,束斑直徑可達(dá)到8μm) ,且對樣品破壞小(束斑直徑10～50μm ,剝蝕深度﹤5μm) [ 2-3 ] ,是最先進(jìn)、精確度最高的微區(qū)原位測年方法。其不足之處是儀器成本高,測試費用昂貴,測試時間較長(每測點約需20 min) 。
2000 年,Cameca NanoSIMS 50 二次離子質(zhì)譜開始用于對顆粒大小為1～2μm 的副礦物進(jìn)行U-Th-Pb 年代學(xué)研究。代寫畢業(yè)論文 NanoSIMS 對粒度極細(xì)小的副礦物進(jìn)行定年要以降低精度為代價,且用于U-Th-Pb 定年還沒有進(jìn)行試驗,還未完全估算出其準(zhǔn)確度和分析精度,有可能在西澳大利亞大學(xué)獲得初步的成功[2 ,4 ] 。
1. 2 激光探針
激光剝蝕微探針2感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀(la-ser ablation micro2probe2inductively coupled plas-ma mass spect romet ry ,簡稱LAM2ICPMS) ,即激光探針技術(shù)可實現(xiàn)對固體樣品微區(qū)點常量元素、微量元素和同位素成分的原位測定[ 5 ] 。近年研制成功的多接收等離子質(zhì)譜(MC-ICPMS) 可同時測定同位素比值,該儀器現(xiàn)今已經(jīng)成為Hf 同位素測定的常規(guī)儀器[6 ] 。近年來激光探針技術(shù)在原位測定含U 和含Th 副礦物的U-Pb 、Pb-Pb 年齡或Th-Pb 年齡方面進(jìn)展極快,在一定的條件下可獲得與SHRIMP 技術(shù)相媲美的準(zhǔn)確度和精確度,且經(jīng)濟、快速(每個測點費時﹤ 4 min ,可以直接在電子探針片內(nèi)進(jìn)行分析[5 ,7-8 ] ) ;但與SHRIMP 相比,激光探針要求樣品數(shù)量較大,對樣品破壞大(分析束斑大小一般為30～60μm ,剝蝕深度為10～20μm) ,其空間分辨率和分析精度一般低于SIMS、SHRIMP[ 1 ,9210 ] 。
1. 3 電子探針、質(zhì)子探針、X 射線熒光探針
電子探針(elect ron probe X-ray microanalysis ,簡稱EPMA ) 、質(zhì)子探針( protoninduced X-ray emission micro-p robe ,簡稱PIXE) 和X 射線熒光探針(X-ray fluorescence p robe ,簡稱XRF) 均屬微區(qū)化學(xué)測年技術(shù)。其優(yōu)點是可以直接在巖石探針片上進(jìn)行測定,不破壞樣品,保留了巖石的原始結(jié)構(gòu),樣品制備方便,便于實現(xiàn)原地原位分析,與同位素定年相比,價格低廉,分析快速;其缺點是不能估計平行的U-Pb 衰變體系的諧和性[1 ,11 ] ,且由于化學(xué)定年不需進(jìn)行普通鉛的校正,容易導(dǎo)致過高估計年輕獨居石、鋯石等礦物的年齡[12 ] 。
電子探針測定鋯石的Th-U-全Pb 化學(xué)等時線年齡方法(chemical Th2U2total Pb isochron me（未完，下一頁）
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