[發明專利]多離子計數器動態多接收鋯石ID-TIMS Pb同位素測定方法

有效

• 申請號: 201911034352.8
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110702771B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 儲著銀;王偉;李潮峰;劉文貴;許俊杰;郭敬輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 北京恒創益佳知識產權代理事務所(普通合伙) 11556
• 代理人: 付金豹

本發明公開了一種多離子計數器動態多接收鋯石ID?TIMS Pb同位素測定方法。相對通用的多離子計數器靜態測定方式，該方法完全消除了多離子計數器增益差異對Pb同位素測定結果的影響；相對傳統的單離子計數器五次跳峰的測定方法，該方法兩次跳峰即可得到全部Pb同位素比值，提高了Pb同位素離子流接收效率，并降低了離子流穩定性對Pb同位素分析結果的影響。因此，本發明方法相對多離子計數器靜態及單離子計數器跳峰方式，可以提高單顆粒鋯石同位素稀釋熱電離質譜(ID?TIMS)U?Pb定年法(使用²⁰⁵Pb稀釋劑)的Pb同位素分析精度，具有應用潛力。

技術領域

本發明屬于同位素質譜分析技術領域，具體地，涉及一種應用于單顆粒鋯石ID-TIMS U-Pb定年技術的多離子計數器動態多接收Pb同位素測定方法。

背景技術

鋯石U-Pb法是最重要的同位素地質年代學方法，被廣泛應用于各種地質體的定年，如花崗巖的形成年齡及地層年代的測定，等等。目前鋯石U-Pb法主要包括：二次離子質譜(SIMS)和激光剝蝕等離子體質譜(LA-ICP-MS)微區原位法，以及同位素稀釋熱電離質譜(ID-TIMS)法。其中，ID-TIMS法具有精度高的特點，是鋯石U-Pb年齡測定的基準方法。近年來，隨著分析技術的不斷進步，國際上該方法年齡測定精度已可達到優于0.05％。

ID-TIMS U-Pb法需要將鋯石顆粒溶解，并加入²⁰⁵Pb-²³⁵U稀釋劑，然后采用微型陰離子交換柱將U、Pb分離出來，最后采用熱電離質譜儀測定U、Pb同位素比值，最終通過計算得到鋯石的U-Pb年齡。其中，由于單顆粒鋯石內部僅含有極微量的Pb(一般僅為pg，即10^-12g量級)，因此，其Pb同位素一般需要采用離子計數器測定。

傳統的單顆粒鋯石ID-TIMS U-Pb法中，Pb同位素一般采用中心通道電子倍增器(SEM)或者戴利(Daly)檢測器，以跳掃方式進行測定，即通過改變磁場使Pb同位素包括²⁰⁴Pb、²⁰⁵Pb、²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb及²⁰⁸Pb依次進入中心通道SEM或Daly檢測器，逐個進行測定。該方法完成一次鋯石Pb同位素測定，需要進行5次跳掃，因此，Pb同位素離子流利用效率低，測定時間長。為達到高精度，每樣測定時間需要3-4小時。同時，因為依次測定不同的同位素，即不同的同位素不是在同一時間內測定的，離子流的穩定性對Pb同位素測定結果的準確度和精密度存在一定程度的影響。

新型熱電離質譜儀一般配備多離子計數器系統，如美國熱電公司生產的TRITONPlus質譜儀配備專門針對鋯石ID-TIMS U-Pb法Pb同位素分析的多離子計數器，英國Isotopx公司生產的Phoenix質譜儀則配備Channeltron多離子計數器。目前通用的多離子計數器測定方法是采用靜態多接收方法，靜態方法可同時接收測定所有Pb同位素，無需跳掃，數據采集效率高，Pb同位素測定結果不受離子流穩定性影響，單個樣品測定速度相對較快。但是，由于多離子計數器系統不同的離子計數器的增益(Gain)存在差別并且穩定性較差，多離子計數器靜態方法每測定一個樣品后，需要測定一次NIST981或NIST982 Pb等標準，校正多離子計數器之間的增益差別，因此仍然比較耗時費力。而且，即便如此，由于離子計數器增益穩定性較差，使用多離子計數器以靜態多接收方式測定Pb同位素，Pb同位素測定結果的精密度和準確度仍不夠理想。所以，目前多離子計數器系統在實際同位素測定工作中應用受限。

發明內容

鑒于上述，本發明的主要目的是針對單顆粒鋯石ID-TIMS U-Pb法(使用²⁰⁵Pb稀釋劑)Pb同位素分析技術，建立了一種多離子計數器動態多接收²⁰⁵Pb-Pb混合物Pb同位素高精度分析方法。