U-Pb ДАТИРОВАНИЕ ЦИРКОНОВ С ПОМОЩЬЮ КВАДРУПОЛЬНОГО МАСС-СПЕКТРОМЕТРА С ИНДУКТИВНО-СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ NexION 300S И ПРИСТАВКИ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ NWR 213

Maria V. Zaitceva, Alexander A. Pupyshev, Julia V. Shchapova, Sergey L. Votyakov

Аннотация


Представлены оптимизированная процедура анализа изотопного состава Pb и U в цирконах, реализованная на квадрупольном масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой NexION 300S (PerkinElmer) и приставке для лазерной абляции NWR 213 (ESI), и процедура определения изотопных отношений Pb/U, Pb/Th и Pb/Pb с последующим расчетом возраста цирконов. На примере цирконов Mud Tank и Plesovice изучено влияние операционных параметров лазерной приставки на величину элементного фракционирования. Показано различие значений данной характеристики для цирконов Mud Tank, 91500, GJ-1 и Plesovice. При оптимизированных параметрах приборов проведено сопоставление неопределенности измерения изотопных отношений с использованием многоколлекторного и квадрупольного масс-спектрометров. Выполнен сравнительный анализ возможности использования квадрупольного и многоколлекторного масс-спектрометров для U-Pb датирования цирконов с помощью лазерной абляции. С использованием квадрупольного масс-спектрометра проведены измерения и рассчитан возраст стандартных образцов циркона: Mud Tank 719 ± 17 млн. лет (СКВО = 0.91, 2σ = 2.4 %), 91500 – 1065 ± 14 млн. лет (СКВО = 1.19, 2σ = 1.3 %), GJ–1 – 600.8 ± 8.8 млн. лет (СКВО = 0.017, 2σ = 1.5 %) и Plesovice – 336.6 ± 7.7 млн. лет (СКВО = 0.24, 2σ = 2.3 %)). Полученное значение возраста цирконов согласуется с литературными данными. Выполнены измерения и по конкордии рассчитан U-Pb возраст акцессорного циркона из гранитоидов Новоусмановского массива (Урал) – 543 ± 18 млн. лет (СКВО = 2.7, 2σ = 3.3 %), что удовлетворительно согласуется с данными SHRIMP.

Ключевые слова: масс-спектрометрия, лазерная абляция, датирование U-Pb, изотопные отношения, дискриминация ионов по массе, элементное фракционирование, цирконы

 DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2016.20.4.006

 


Полный текст:

PDF (Russian)

Литература


REFERENCES

Zaitceva M.V., Pupyshev A.A., Shchapova J.V, Votyakov S.L. [Methodological aspects of U/Pb dating of zircons using multicollector mass spectrometer with inductively coupled plasma NEPTUNE PLUS with NWR 213 attachment for laser ablation]. Analitika i kontrol’ [Analytics and Control], 2016, vol. 20, no. 2, pp. 121-137 (in Russian). doi: 10.15826/analitika.2016.20.2.008

Longerich H. Laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA–ICP–MS); An introduction. Mineralogical Association of Canada, 2008, vol. 40, pp. 1-18.

Vanhaecke F., Kyser K. The Isotopic Composition of the Elements. Degryse P.WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2012, pp. 1-29.

Honglin Y., Fuyuan W., Shan G., Xiaoming L., Ping X., Deyou S. Determination of U-Pb age and rare earth element concentrations of zircons from Cenozoic intrusions in northeastern China by laser ablation ICP-MS. Chinese Science Bulletin, 2003, vol. 48, no. 22, pp. 2411-2421. doi: 10.1360/03wd0139

Orihashi Y., Hirata T., Tani K., Yoshida H. Rapid and simultaneous determination of multi-element abundances and U-Pb age for zircon crystal using UV laser ablation ICP-MS technique: critical evaluation of the technique with 91500 zircon standard. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 2003, vol. 98, pp. 109-117. doi: 10.2465/jmps.98.109

Darling J.R., Storey C.D., Engi M. Allanite U–Th–Pb geochronology by laser ablation ICPMS. Chemical Geology, 2012, vol. 292-293, pp. 103-115. doi: 10.1016/j.chemgeo.2011.11.012.

Honglin Y., Gao S., Liu X., Li H., Gunther D., Wu F. Accurate U-Pb Age and Trace Element Determinations of Zircon by Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry. Geostandards and Geoanalytical Research, 2004, vol. 28, no. 3, pp. 353-370. doi:10.1111/j.1751-908X.2004.tb00755.x

Haichen L., Borisov O., Mao X., Shuttleworth S., Russo R. Pb/U Fractionation during Nd:YAG 213 nm and 266 nm Laser Ablation Sampling with Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Applied Spectroscopy, 2000, vol. 54, no. 10, pp. 1435-1442. doi:10.1366/0003702001948565

Ding X., Chen P., Chen W., Huang H., Zhou X. Single zircon LA-ICPMS U-Pb dating of Weishan granite (Hunan, South China) and its petrogenetic significance. Science in China: Series D Earth Sciences, 2006, vol. 49, no. 8, pp. 816-827. doi: 10.1007/s11430-006-0816-4

Chang Z., Vervoort J., McClelland W. C., Knaack C. U-Pb dating of zircon by LA-ICP-MS. Electronic Journal of the Earth Sciences, 2006, vol. 7, no. 5, pp. 1-14. doi: 10.1029/2005GC001100

Cocherie A., Fanning M., Jezequel P., Robert M. LA-MC-ICPMS and SHRIMP U–Pb dating of complex zircons from Quaternary tephras from the French Massif Central: Magma residence time and geochemical implications. Geochimica et. Cosmochimica Acta, 2009, vol. 73, pp. 1095-1108. doi:10.1016/j.gca.2008.11.028

Buhn B., Pimentel M.M., Matteini M., Dantas E. L. High spatial resolution analysis of Pb and U isotopes for geochronology by laser ablation multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICP-MS). An. Acad. Bras. Cienc, 2009, vol. 81, no. 1, pp. 99-114. doi: 10.1590/S0001-37652009000100011

Slama J., Kosler J., Condor D.J., Crowley J.L., Gerdes A., Hanchar J.M., Horstwood S.A., Morris G.A., Nasdala L., Norberg N., Schaltegger U., Schoene B., Tubrett M.N., Whitehouse M.J. Plesovice zircon — A new natural reference material for U–Pb and Hf isotopic microanalysis. Chemical Geology, 2008, vol. 249, pp. 1-35. doi: 10.1016/j.chemgeo.2007.11.005

Jochum K.P., Stoll B. Reference materials for elemental and isotopic analysis. In: LA-ICP-MS in the Earth Sciences: Current Practices and Outstanding Issues. Mineralogical Association of Canada, 2008, vol. 40, pp. 147-168.

Black L.P., Gulson B.L. The age of the Mud Tank carbonatite, Strangways Range, Northern Territory. J.Aust. Geol.Geophys, 1978, vol. 3, pp. 227-232.

Jackson S.E., Norman J.P., William L.G., Belousova E.A. The application of laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry to in situ U-Pb zircon geochronology. Chemical Geology, 2004, vol. 211, pp. 47-69. doi: 10.1016/j.chemgeo.2004.06.017

Wiedenbeck M., Alle P., Corfu F., Griffin W.L., Meier M., Oberli F., Vonquadt A., Roddick, J.C., Speigel W. Three Natural Zircon Standards for U-Th-Pb, Lu-Hf, Trace-Element and REE Analyses. Geostandards Newsletter, 1995, vol. 19, no. 1, pp. 1-23. doi: 10.1111/j.1751-908X.1995.tb00147.x

Wiedenbeck M., Hanchar J.M., Peck W.H., Sylvester P., Valley J., Whitehouse M., Kronz A., Morishita Y., Nasdala L. Further Characterisation of the 91500 Zircon Crystal. Geostandards and Geoanalytical Research, 2004, vol. 28, no. 1, pp. 9-39. doi: 10.1111/j.1751-908X.2004.tb01041.x

Frei D., Gerdes A. Precise and accurate in situ U-Pb dating of zircon with high sample throughput by automated LA-SF-ICP-MS. Chemical Geology, 2009, vol. 261, pp. 261–270. doi: 10.1016/j.chemgeo.2008.07.025

Li X-H., Liu Y., Li Q-L., Guo Ch-H., Chamberlain K.R. Precise determination of Phanerozoic zircon Pb/Pb age by multicollector SIMS without external standardization. Geochemistry Geophysics Geosystems, 2009, vol. 10, no. 4, 21 p.

Jiangfeng Q., Shaocong L., Guowei Z., Chunrong D., Yongfei L. Zircon LA-ICP MS U-Pb Dating of the Longkang Andesitic Ignimbrites from Jiuzhaigou: Evidence of the Mianlue Suture Westward Extension. Journal of China University of Geosciences, 2008, vol. 19, no. 1, pp. 47-53. doi: 10.1016/S1002-0705(08)60023-0

Rosman K.J.R., Taylor P.D. P. Isotopic compositions of the elements 1997 (Technical Report). Pure and Applied Chemistry, 1998, vol. 70, no. 1, pp. 217-235. doi: 10.1063/1.556031

Pupyshev A.A., Sermiagin B.A. Diskriminatsiia ionov po masse pri izotopnom analize metodom mass-spektrometrii s induktivno sviazannoi plazmoi [Discrimination ions according to mass at isotopic analysis by mass spectrometry with inductively coupled plasma]. Ekaterinburg, Ural State Technical University, 2006. 132 p. (in Russian).

Messerly J.D. Current developments in laser ablation - inductively coupled plasma – mass spectrometry for use in geology, forensics, and nuclear nonproliferation research. PhD diss. Iowa, 2008. 124 p.

Kooijman E., Berndt J., Mezger K. U-Pb dating of zircon by laser ablation ICP-MS: recent improvements and new insights. Eur. J. Mineral, 2012, vol. 24, pp. 5-21. doi: 10.1127/0935-1221/2012/0024-2170

Murakami T., Chakoumakos B.C., Ewing R.C., Lumpkin G.R., Weber W.J. Alpha-decay event damage in zircon. American Mineralogist, 1991, vol. 76, no. 9-10, pp. 1510-1532

Nasdala L., Wenzel M., Vavra G., Irmer G., Wenzel T., Kober B. Metamictisation of natural zircon accumulation versus thermal annealing of radioactivity-induced damage. Contrib. Mineral. Petrol, 2001, vol. 141, pp. 125-144. doi: 10.1007/s004100000235

Andersen T. Appendix A3: COMPBCORR – Software for common lead correction of U-Th-Pb analyses that do not report 204Pb. Mineralogical Association of Canada, 2008, vol. 40, pp. 1-18.

Krasnobaev A.A., Puchkov V.N., Sergeeva N.D., Busharina S.V. [Zircon and geochronology of zircon granites Novousmanovskii (Artlyshskii) array (the South Urals)]. IG UNC RAN. Informacionnye materialy. Geologicheskij sbornik, 2013, no. 10, pp. 24-35 (in Russian).


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.