[發明專利]利用激光拉曼測試鋯石年齡的方法

在審

• 申請號: 202210415985.9
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114755215A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 史冠中;沈傳波;葛翔;劉昭茜;付紅揚;曾小偉
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發明公開了一種利用激光拉曼測試鋯石年齡的方法，包括以下步驟：S1、固定待測鋯石顆粒；S2、利用激光拉曼儀測定鋯石原位的拉曼譜峰，獲取鋯石拉曼振動峰的半高寬和波峰位置；S3、對鋯石拉曼振動峰的半高寬和波峰位置進行解析，判斷是否發生退火或復合疊加信號，若否，則保留該鋯石顆粒；S4、測定鋯石中原位素U和Th的含量；S5、根據拉曼譜峰與D_α衰變量之間的關系計算D_α衰變量；S6、根據計算出的三個D_α衰變量及鋯石中U、Th元素與D_α衰變量的時間函數計算相應的鋯石年齡。本發明測試鋯石年齡的方法具有原位分析、精確度高，且經濟、操作簡便、效率高等特點。

技術領域

本發明涉及礦物年齡測試領域，尤其涉及一種利用激光拉曼測試鋯石年齡的方法。

背景技術

鋯石物理、化學性質穩定，富含鈾、釷放射性元素，是開展測年技術的理想礦物。鋯石主要形成于巖漿巖和變質巖中，也可以通過風化剝蝕作用，賦存于沉積巖中。地質學家通常利用鋯石開展測年分析用來解決一些地質科學問題。目前針對鋯石開展年代學測試的方法技術主要有利用鋯石U-Th-Pb同位素體系獲得鋯石U-Pb年齡，利用U、Th放射性形成的線性物理損傷獲得的裂變徑跡年齡，以及利用U、Th同位素α衰變積累的He元素獲得U/Th-He年齡等。如現有技術中獲得火山噴發年齡的方法主要是依靠鋯石U-Pb同為素體系，利用激光剝蝕技術計算鋯石的年齡。但是該方法測試時間長、費用昂貴。

隨著科學技術的發展，研究者發現這些測年方法體系都是從不同的溫度區間范圍內界定鋯石年齡，已有的方法技術只能揭露某種特定的地質過程，相比于復雜的地質歷史而言，現有的測年方法技術能夠揭示的信息單一而有限。因此，需要研發更多的測試方法，特別是根據不同的原理，研發鋯石測年方法。

發明內容

本發明主要目的在于提供一種精度較高，且操作經濟簡單的利用激光拉曼測試鋯石年齡的方法。

本發明所采用的技術方案是：

提供一種利用激光拉曼測試鋯石年齡的方法，包括以下步驟：

S1、固定待測鋯石顆粒；

S2、利用激光拉曼儀測定鋯石原位的拉曼譜峰，獲取鋯石拉曼振動峰[v₂SiO₄]、[v₃SiO₄]、[v_ERSiO₄]的半高寬和波峰位置；

S3、對鋯石拉曼振動峰的半高寬和波峰位置進行解析，判斷是否發生退火或復合疊加信號，若否，則保留該鋯石顆粒，繼續測量；

S4、測定鋯石中原位素U和Th的含量；

S5、根據拉曼譜峰與D_α衰變量之間的關系Γ_x＝A-(A-C)×exp(-B×D_α)計算D_α衰變量，其中Γx表示[v_ERSiO₄]、[v₂SiO₄]、[v₃SiO₄]對應的譜峰半高寬，A代表在輻射劑量無限大情況下譜峰半高寬的最大值，C為沒有輻射劑量情況下譜峰半高寬的初始值；A-C表示拉曼譜峰的變化范圍；B代表拉曼譜峰半高寬與鋯石輻射劑量的關系曲線的弧度；

S6、根據計算出的三個D_α衰變量及鋯石中U、Th元素與D_α衰變量的時間函數計算鋯石年齡t，該時間函數為：