独居石裂变径迹的常温蚀刻方法及用途技术

本申请涉及一种独居石裂变径迹的常温蚀刻方法及用途，其方法包括：将独居石样本放入装有12 mol/L的浓盐酸的密闭容器中；在室温条件下，蚀刻200 h

【技术实现步骤摘要】
独居石裂变径迹的常温蚀刻方法及用途


[0001]本申请涉及矿物蚀刻以及测年
，具体涉及一种独居石裂变径迹的常温蚀刻方法及用途。

技术介绍

[0002]在地球科学领域，独居石裂变径迹定年作为一个新兴的低温热年代学方法受到广泛关注。由于裂变径迹本身太细，所以蚀刻是常用的处理手段，所谓蚀刻是利用酸或者碱等化学试剂与损伤薄弱带—裂变径迹—反应使其扩大到光学显微镜（裂变径迹分析仪）可以观察到的过程。
[0003]利用独居石的裂变径迹可以实现独居石的测年，进而获得独居石矿物结晶、岩石形成、岩体抬升冷却时间等重要地质时间节点。
[0004]现有的，独居石裂变径迹的常规化学蚀刻条件均需要加热，比如在12 mol/L浓盐酸中，温度为90℃，持续45 min，才能达到一定的蚀刻效果。
[0005]裂变径迹一般都有对温度敏感的特性，这个性质被称为退火。径迹退火，即长度缩短甚至完全消失，会影响利用径迹长度反演热历史的结果和裂变径迹年龄的精度。而独居石裂变径迹由于相对于其它矿物对温度更加敏感，因此，退火现象对于独居石的裂变径迹影响更大。
[0006]现有技术中加热蚀刻过程，可能产生独居石裂变径迹退火问题，致使裂变径迹长度缩短甚至完全消失，影响到利用径迹长度反演热历史的结果和裂变径迹年龄的精度。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本申请实施例提供了一种独居石裂变径迹的常温蚀刻方法及用途，以克服或者至少部分克服现有技术的不足之处。
[0008]第一方面，本申请实施例提供了一种独居石裂变径迹的常温蚀刻方法，所述方法包括：将独居石样本放入装有12 mol/L的浓盐酸的密闭容器中；在室温条件下，蚀刻200 h
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650 h，以扩大所述独居石样本的裂变径迹。
[0009]可选的，在上述方法中，在夏季或秋季，保持室温条件为大于等于23℃且小于等于27℃，蚀刻时长大于等于200 h且小于450 h。
[0010]可选的，在上述方法中，在夏季或秋季，保持室温条件为25℃，蚀刻时长为250 h。
[0011]可选的，在上述方法中，在春季或冬季，保持室温条件为大于等于18℃且小于23℃，蚀刻时长大于等于450 h且小于等于650 h。
[0012]可选的，在上述方法中，在春季或冬季，保持室温条件为20℃，蚀刻时长为560 h。
[0013]第二方面，本申请实施例还提供了一种前述任一的独居石裂变径迹的常温蚀刻方法在基于独居石裂变径迹测年方法中的用途。
[0014]可选的，在基于独居石裂变径迹测年方法中的用途包括：
al., 2002)。裂变径迹一般是宽度大约10 nm，长度十几个微米的狭长损伤区域 (Li et al., 2012)。由于裂变径迹直径非常细，只有几个纳米，远远低于光学显微镜的分辨率（~250 nm），所以需要将其扩大，从而使其在裂变径迹分析仪（实质上是一种显微镜）下可以被观察和计数，这个过程被称为蚀刻，即利用酸或者碱等化学试剂可以与矿物发生反应的性质，并且裂变径迹由于是损伤区域更容易被反应的特点，将裂变径迹扩大到直径为1
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m左右的过程。
[0021]不同的矿物由于矿物化学成分和性质不同，需要用不同的蚀刻液进行蚀刻。独居石[(Ce,La,Nd,Th)PO4]是一种磷酸轻稀土矿物，是稀土元素(REE)重要的赋存矿物，主要以副矿物形式赋存在过铝质花岗岩、伟晶岩、变泥质岩、变砂质岩、碳酸岩和热液脉中，是沉积岩中的常见碎屑矿物 (Williams et al., 2007)。传统的独居石裂变径迹的化学蚀刻条件是在浓盐酸（12 mol/L）中，温度为90℃，持续45 min；或者，在盐酸（6 mol/L）中，温度为90℃，持续30
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60 min。有文献(Fleischer et al., 1975)曾提出可以不加热完成蚀刻，但是并未实现；同时也有文献(Jones et al., 2019)尝试多种化学试剂想要找到常温蚀刻方法，都未成功。
[0022]裂变径迹一般都有对温度敏感的特性，这个性质被称为退火。径迹退火，即长度缩短甚至完全消失，可能会影响利用径迹长度反演热历史的结果和裂变径迹年龄的精度。而独居石裂变径迹由于相对于其它矿物对温度更加敏感，因此，退火现象对于独居石的裂变径迹影响更大。
[0023]对此，本申请提供了一种独居石裂变径迹的常温蚀刻方法及用途，图1示出了根据本申请的一个实施例的独居石裂变径迹的常温蚀刻方法的流程示意图，从图1可以看出，本申请的独居石裂变径迹的常温蚀刻方法包括步骤S110~步骤S120：步骤S110：将独居石样本放入装有12 mol/L的浓盐酸的密闭容器中。
[0024]步骤S120：在室温条件下，蚀刻200 h
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650 h，以扩大所述独居石样本的裂变径迹。
[0025]本申请的申请人经过大量不断的测试，在常温下对独居石蚀刻成功，具体的蚀刻过程是，将独居石样本放入装有12 mol/L的浓盐酸的容器中，为了使得浓盐酸不挥发，容器最好选择密闭容器。
[0026]然后在室温条件（无需进行额外加热或者冷却处理）下，蚀刻200 h
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650 h，即可将独居石的裂变径迹的直径从~10 nm左右扩大到1
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m左右，蚀刻完毕后用超纯水冲洗干净后，可利用裂变径迹分析仪观察，在一些实施例中，选取天然独居石样本，经过蚀刻和测量，大多数独居石样本的裂变径迹均可被扩大到1
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m左右。
[0027]由于室温一年四季也发生变化，经过不断的测试，以北方的季节温度为例，若当前季节为夏季或秋季，即室温温度比较高的情况下，保持室温条件为大于等于23℃且小于等于27℃，蚀刻时长大于等于200 h且小于450 h，在上述条件下，室温温度升高，该蚀刻时长可适当缩短，室温温度降低，该蚀刻时长可适当延长；在一些实施例中，若当前季节为夏季或秋季，保持室温条件为25℃，蚀刻时长为250 h能够达到最好的蚀刻效果。
[0028]在另一些实施例，仍然以北方的季节温度为例，若当前季节为春季或冬季，保持室温条件为大于等于18℃且小于23℃，蚀刻时长大于等于450 h且小于等于650 h。在上述条件下，室温温度升高，该蚀刻时长可适当缩短，室温温度降低，该蚀刻时长可适当延长；在一些实施例中，若当前季节为春季或冬季，保持室温条件为20℃，蚀刻时长为560 h。
[0029]上述的蚀刻条件是基于将径迹从直径10 nm左右扩大到1
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m左右，不断测试蚀刻时间，最终找到的合适的条件。
[0030]请参考图2，图2示出了根据本申请一个实施例的独居石裂变径迹的常温蚀刻方法得到的蚀刻效果图，从图2可以看出，采用本申请实施例提供的独居石裂变径迹的常温蚀刻方法对独居石进行蚀刻后，能够成功实现独居石的裂变径迹的扩大。
[0031]由图1所示的方法可以看出，本申请提供了一种独居石裂变径迹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种独居石裂变径迹的常温蚀刻方法，其特征在于，所述方法包括：将独居石样本放入装有12 mol/L的浓盐酸的密闭容器中；在室温条件下，蚀刻200 h
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650 h，以扩大所述独居石样本的裂变径迹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在夏季或秋季，保持室温条件为大于等于23℃且小于等于27℃，蚀刻时长大于等于200 h且小于450 h。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，保持室温条件为25℃，蚀刻时长为250 h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在春季或冬季，保持室温条件为大于等于18℃且小于23℃，蚀刻时长大于等于450 h且小于等于650 h。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，保持室温条件为20℃，蚀刻时长为560 h。6.如权利要求1~5任一项所述的独居石裂变径迹的常温蚀刻方法在基于独居石裂变径迹测年中的用途。7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述用途包括：采用权利要求1~5任一项所述的独居石裂变径...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳雅慧，王宇飞，
申请(专利权)人：中国科学院青藏高原研究所，
类型：发明
国别省市：