地质地球所建立LA-SF-ICP-MS符山石原位U-Pb定年法

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符山石( (Ca,Na)₁₉(Al,Mg,Fe)₁₃(SiO₄)₁₀(Si₂O₇)₄(OH,F,O)₁₀ )是矽卡岩矿床、变质和交代泥质碳酸盐岩中常见的矿物，也见于一些碱性侵入岩体中，如霞石正长岩。虽然产出的岩石类型丰富，但是符山石依然是“所有造岩矿物中最不为人知的”。由于符山石的晶体结构复杂，晶格中可发生类质同象替换的种类多，这种不确定性给变质反应和热力学模型计算带来困难，但符山石也因此可作为研究对应地质过程的指示剂，如符山石微量元素地球化学特征可指示复杂的交代和变质过程、俯冲过程中的岩石成因和物质循环。符山石中U含量通常为几十到几百ppm，可作为潜在的U-Pb定年对象，直接对其展开定年研究，能够更为准确地厘定矽卡岩矿床的成矿时代以及变质和交代作用的时间，为热液、变质和交代等地质过程的研究提供了新手段。

目前，有关符山石的定年工作还停留在传统的同位素稀释热电离质谱法（ID-TIMS）。符山石是一种富Ca矿物，其矿物晶格中可容纳一定量的普通Pb，且通常含有富U（榍石等）和富普通Pb（绿帘石、方解石、硫化物、白钨矿等）的矿物包裹体。由于ID-TIMS方法是一种整体分析方法，普通铅及包裹体的存在会对定年结果带来严重的影响，且该方法还涉及繁琐的化学前处理过程，成功率低，使得利用符山石进行U-Pb年龄测定的方法一直停滞不前。

随着分析技术的发展，副矿物的微区原位U-Pb定年技术近年来得到广泛的应用，其中激光剥蚀等离子体质谱法（LA-ICP-MS）具有耗时短、速度快、灵敏度高、空间分辨率高等优点，可以很好地避免符山石中矿物包裹体和蚀变区域对结果的影响。但目前符山石微区原位U-Pb定年方法处于起步阶段，存在着许多亟待解决的问题（如缺乏标准物质、基体效应、封闭温度）。

基于上述问题，中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室博士研究生卫钦迪、杨明及其导师、正高级工程师杨岳衡与德国地学研究中心、中国科学技术大学合作，建立了LA-SF-ICP-MS符山石微区原位分析方法，首次采用基体相近的钛榴石作为标样进行校正，对4个已知ID-TIMS年龄的符山石样品进行分析，包括Wilui、M784、M6635以及Bufa，获得结果与TIMS年龄一致。研究同时采用Wilui符山石作为外标对M784、M6635和Bufa的U-Pb年龄进行校正，获得结果与使用钛榴石作为外标的年龄结果一致。可见在激光剥蚀过程中，钛榴石与符山石之间未见有明显的基体效应。

对来自辽宁赛马碱性岩体、湖南郴州以及广西等地矽卡岩矿床（年龄跨度为225 Ma到88 Ma）的7个符山石样品进行了LA-SF-ICP-MS原位分析，获得的年龄数据也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，证明该方法的可行性与可靠性。所有的符山石样品中，Wilui和M6635具有低普通Pb、高U含量的特征，可作为未来潜在的微区原位U-Pb定年标样。

此外，研究首次报道了符山石U-Pb体系的封闭温度，在粒径100 μm、冷却速率为10—200 ℃/Ma的条件下，符山石晶格中U-Pb体系的封闭温度为650—800 ℃，高于其在接触变质灰岩和矽卡岩矿床的形成温度（300—600 ℃），可作为有效的U-Pb定年工具。因此，LA-SF-ICP-MS法可作为未来符山石微区原位U-Pb分析的主要手段。