铌铁矿微区原位U-Pb同位素定年标准物质的研制

In situ U-Pb isotopic dating of U-bearing minerals is one of the important and widely applied dating methods, while matrix effect is a major problem to be solved. To obtain an accurate analysis result，the matrix matched standards for element fractionation correction are usually used to overcome the matrix effect. It is very important to look for and prepare ideal U-bearing standards to solve the problem of standards shortage for meeting the needs of U-bearing minerals in-situ U-Pb isotopic dating. This project aims to prepare the columbite standards, of which uniformity and accuracy are tested by ID-TIMS, LA-(MC)-ICPMS and SIMS analysis, ensuring that element fractionation in in-situ U-Pb dating is properly corrected and the quality of the actual measurement data can be real-time monitored. Columbite standards preparation, which is an important basis of in-situ U-Pb isotope dating for columbite minerals, plays an important role in obtaining accurate and reliable geological chronology information of diagenesis and mineralization. It has an important practical and scientific significance, also has the reference value for other U-bearing mineral standards preparation.

含铀矿物微区原位U-Pb同位素测年是广泛应用的重要定年方法之一，而基体效应是微区原位测年分析的一个主要问题。为获得准确的测年结果，通常采用基体匹配的标准物质进行元素分馏校正来克服基体效应的影响。寻找和研制出理想的含铀矿物标准物质，解决当前标样匮乏的难题，才能满足含铀矿物微区原位U-Pb同位素测年的需求。本项目拟研制铌铁矿标准物质，并利用ID-TIMS法、LA-(MC)-ICPMS法和SIMS法等分析方法对所研制的铌铁矿标准物质进行精确的均一性和准确性检验，确保能以准确的标准物质校正微区原位U-Pb同位素测年中的分馏效应，对实际测定过程的数据质量进行实时监控。铌铁矿同位素标准物质的研制，是进行铌铁矿微区原位U-Pb同位素测年的重要基础，对通过铌铁矿U-Pb定年获得准确可靠的成岩成矿作用年代学信息，具有十分重要的实用价值和科学意义，对其它含铀矿物标准物质的研制也有重要的参考价值。

本项目“铌铁矿微区原位U-Pb同位素定年标准物质的研制”（41873066）在野外采样工作基础上，进行了铌铁矿分选、鉴定以及背散射图像研究和矿物学研究工作，并且通过微区原位LA-(MC)-ICPMS和高精度ID-TIMS进行了U-Pb同位素测年探索研究。同时对铌铁矿备选样品，进行了均一性、U、Pb含量等方面的分析。本项目选取合适的铌铁矿样品进行ID-TIMS法精确定年，以提高测定的准确度和可靠性。通过U-Pb同位素测年均一性、稳定性和准确性等方面分析检测，确定了铌铁矿U-Pb同位素测年标样，用相应铌铁矿测年标样校正微区原位LA-(MC)-ICPMS年龄测定，以降低和减少因不同矿物的基体效应所导致的表面年龄误差的影响，获得了预期的重要研究成果。最终研制铌铁矿U-Pb同位素定年标准物质，标识为：CThn，呈黑色、不透明、块状，粒径大多为几十mm级，206Pb/238U表面年龄加权平均值：381.1±0.4Ma（ID-TIMS），可为同行实验室共享此测年标样。.铌铁矿U-Pb测年标样的研制对微区原位铌铁矿测年技术方法的建立奠定了十分重要基础，解决了铌铁矿标样匮乏问题，获得创新性的重要成果。同时探索了其它共存矿物等非锆石类含铀矿物U-Pb同位素测年研究。今后将进一步探索铌铁矿与这些共存矿物之间的相互成因、制约关系和演化历史格架研究。通过本项目组全体成员的共同努力工作，建立了铌铁矿U-Pb同位素测年的技术方法，并且利用研制的CThn铌铁矿测年标样应用于样品的测定，获得了一批准确而重要的铌铁矿测年数据，顺利完成了项目研究工作。在专业学术会议和国内外实验室交流中，汇报了有关铌铁矿等含铀矿物微区原位和高精度ID-TIMS U-Pb同位素测年技术及标样研制的重要科研成果。依托本项目资助，公开已发表了相关成果的专业论文11篇。其中1篇论文获得2021年中国地质调查局“百篇优秀论文”奖。