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,
Фор, 1989 U-Th-Pb изотопное датирование
Методы измерения U-Pb изотопных отношений TIMS + Высокая точность измерения - Сложная и продолжительная процедура пробоподготовки - Высокие требования к «чистоте» лабораторий - Невозможность проведения локального анализа LA-ICP-MS + Пространственное разрешение (40мкм Х 15мкм) + Простая и быстрая процедура пробоподготовки + Высокая пропускная способность + Дешевый - точность измерения SIMS (SHRIMP) + Пространственное разрешение (5мкм Х 2мкм) + Простая и быстрая процедура пробоподготовки + Точность измерения - Низкая пропускная способность - Дороговизна, сложность эксплуатации оборудования
LA-ICP-MS Квадрупульные масс- спектрометры + Простота и надежность + Стоимость масс- спектрометра - Чувствительность - Точность измерений Высокоразрешающие (двухфокусные) одноколекторные масс-спектрометры + Чувствительность + Точность измерений - Сложность обслуживания Магнитные многоколлекторные масс-спектрометры + Точность измерений - Чувствительность - Стоимость масс- спектрометра - Сложность обслуживания Лазер (UP-213): ультрафиолет, 213 нм
аэрозоль Лазерный луч ИСП-МС Частички аэрозоля Твердая проба Поток гелия Абляционная камера ~1л/мин Лазерный пробоотбор
Принципиальная схема масс-спектрометра Element XR 2. Фокусирование разгон ионов 3. Входная щель 4. Разделение по массе 5. Разделение по энергии 6. Детектор 1. Генерация ионов
Обработка сигнала
Стандарты Цирконы: Plesovice (T=337,3 Ma, U= ppm, Pb(rad)=21-158) (Slama et al., 2008). Temora 2 (T=417 Ma, U= ppm, Pb(rad)=14,3) (Black et al., 2004). GJ (T=609 Ma, U= ppm, Pb(rad)=19,3-37,4) (Jackson et al., 2004). Стекло: NIST 612
IMGREBelousovaGin La 0,040,00 Ce25,2430,5729,31 Pr0,620,422,08 Nd1,671,794,64 Sm13,6411,8222,08 Eu19,8219,1327,58 Gd38,2839,0654,33 Tb59,5556,6166,76 Dy104,2989,73115,31 Ho167,72133,51169,31 Er240,36195,18251,81 Tm363,14281,92390,47 Yb546,94431,25860,69 Lu669,55508,07677,43 Определение REE состава цирконов Циркон GJ
PLS Gin La1,311,840,80 Ce4,2311,294,24 Pr3,537,372,53 Nd6,3314,565,48 Sm29,2259,7428,98 Eu20,6839,6415,47 Gd71,95141,9589,42 Tb152,20288,38137,42 Dy240,06440,77234,36 Ho301,59546,74272,08 Er355,42602,41309,95 Tm413,90679,42370,00 Yb490,61763,17750,34 Lu385,98590,78299,72 Циркон Plesovice Определение REE состава цирконов
Plesovice Аттестованный возраст 337, 3 млн. лет
University of Bergen weighted mean 206Pb/238U: ± 1.6 Ma (MSWD = 1.19) (61 analyses) Memorial University of Newfoundland weighted mean 206Pb/238U: ± 1.0 Ma (MSWD = 0.18) (48 analyses) JWG University of Frankfurt am Main weighted mean 206Pb/238U: ± 1.0 Ma (MSWD = 0.87) (42 analyses) Plešovice zircon – laser ablation ICP- MS U-Pb dating (Slama et al., 2008)
GJ 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 Δ I1Δ I1 I, cps U, v Δ U1Δ U1 Δ I2Δ I2 Δ U2Δ U2 Δ I 1 > Δ I 2 Δ U 1 = Δ U 2 Настройки электронного умножителя Koch et al., 2008
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.