Хубанов В.Б., Буянтуев М.Д., Звонцов И.В. U

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
U-Th-Pb изотопное
датирование
Фор, 1989
Методы измерения U-Pb изотопных отношений
•TIMS
•SIMS (SHRIMP)
•LA-ICP-MS
измерения
разрешение (5мкм Х
2мкм)
разрешение (40мкм Х
15мкм)
+ Высокая точность
- Сложная и
+ Пространственное
+ Пространственное
+ Простая и быстрая
+ Простая и быстрая
«чистоте» лабораторий
+ Точность измерения
+ Высокая пропускная
- Невозможность
- Низкая пропускная
продолжительная
процедура
пробоподготовки
- Высокие требования к
проведения локального
анализа
процедура
пробоподготовки
процедура
пробоподготовки
способность
способность
+ Дешевый
- Дороговизна,
- точность измерения
сложность
эксплуатации
оборудования
LA-ICP-MS
•
•
Квадрупульные массспектрометры
+ Простота и надежность
+ Стоимость массспектрометра
- Чувствительность
- Точность измерений
Лазер (UP-213):
ультрафиолет, 213 нм
•
Высокоразрешающие
(двухфокусные)
одноколекторные
масс-спектрометры
Магнитные
многоколлекторные
масс-спектрометры
+ Точность измерений
- Чувствительность
- Стоимость массспектрометра
- Сложность обслуживания
+ Чувствительность
+ Точность измерений
- Сложность обслуживания
Лазерный пробоотбор
Абляционная камера
ИСП-МС
Лазерный луч
Поток
гелия
аэрозоль
Частички
аэрозоля
Твердая
проба
~1л/мин
Принципиальная схема масс-спектрометра Element XR
6. Детектор
5. Разделение по энергии
4. Разделение по массе
3. Входная щель
2. Фокусирование
разгон ионов
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
Определение REE состава цирконов
IMGRE
La
Belousova
Gin
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
Циркон GJ
Определение REE состава цирконов
PLS
PLS
Gin
La
1,31
1,84
0,80
Ce
4,23
11,29
4,24
Pr
3,53
7,37
2,53
Nd
6,33
14,56
5,48
Sm
29,22
59,74
28,98
Eu
20,68
39,64
15,47
Gd
71,95
141,95
89,42
Tb
152,20
288,38
137,42
Dy
240,06
440,77
234,36
Ho
301,59
546,74
272,08
Er
355,42
602,41
309,95
Tm
413,90
679,42
370,00
Yb
490,61
763,17
750,34
Lu
385,98
590,78
299,72
Циркон Plesovice
18.04.13
Plesovice
06.05.13
Аттестованный
возраст
337, 3 млн.
лет
22.04.17
Plešovice zircon – laser ablation ICPMS U-Pb dating (Slama et al.,
2008)
University of Bergen
weighted mean 206Pb/238U:
338.5 ± 1.6 Ma (MSWD = 1.19)
(61 analyses)
Memorial University of Newfoundland
weighted mean 206Pb/238U:
335.4 ± 1.0 Ma (MSWD = 0.18)
(48 analyses)
JWG University of Frankfurt am Main
weighted mean 206Pb/238U:
337.8 ± 1.0 Ma (MSWD = 0.87)
(42 analyses)
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
Koch et al., 2008
I, cps
Настройки электронного умножителя
Δ I2
Δ I1
Δ U1 = Δ U2
U, v
Δ U1
Δ U2
Δ I1 > Δ I2
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.