基于独居石裂变径迹的测年方法技术

本申请公开了一种基于独居石裂变径迹的测年方法，其方法包括：对多个独居石样本进行蚀刻；将蚀刻好的多个独居石样本放到裂变径迹分析仪下观察，统计各独居石样本的径迹密度，并标注对应的测试位置坐标；根据标注的测试位置坐标，采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪对独居石样本、以及选定的标准样本进行激光剥蚀，根据激光剥蚀数据计算独居石样本中的

【技术实现步骤摘要】
基于独居石裂变径迹的测年方法


[0001]本申请涉及测年
，具体涉及一种基于独居石裂变径迹的测年方法。

技术介绍

[0002]在地球科学领域，利用重元素放射性衰变的特性进行定年的原理被广泛应用在各种定年方法中，包括U
‑
Th
‑
Pb定年方法和裂变径迹定年等方法。这些放射性衰变体系测年方法的基本原理类似，都依赖放射性衰变方程，通过测试或计算放射性母体和子体的相对丰度，推断体系保持封闭以来持续的时间，进而获得相关的矿物结晶、岩石形成、变质峰期、岩体抬升冷却时间等重要地质时间节点。
[0003]对于裂变径迹方法，矿物中含有的
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U发生自发裂变时会形成沿相反方向运动的高能碎片时，高能裂变碎片与周围电子发生相互作用，局部产生高温，形成损伤痕迹，即裂变径迹 (Gleadow et al., 2002)。对于裂变径迹定年来说，得到现有
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U原子的数量（母体）和自发裂变径迹的数量（反映已裂变
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U子体数量），可以得到年龄。其中，可以通过化学蚀刻扩大后在显微镜下计数测量得到裂变径迹的数量。
[0004]对于已经研究比较成熟的磷灰石裂变径迹定年和锆石裂变径迹定年，母体
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U的含量是利用外探测器法获得。外探测器法是利用现有
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U和
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U含量的比值为一个常数，只需要测得
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U的含量即可知道
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U的含量。
>235
U的含量可以通过将样本放入反应堆中诱发
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U裂变，诱发裂变也会产生诱发裂变径迹，通过计数诱发裂变径迹的数量即可得到
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U的含量，从而得到
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U的含量。
[0005]独居石裂变径迹由于相对于其它矿物对温度更加敏感，极有潜力成为一种重要的地质低温热事件指示计，近些年受到关注。但是对于独居石来说，由于富含元素Gd，而Gd的中子吸收截面远远高于
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U，导致在反应堆中
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U的诱发裂变受到极大限制，从而无法得到
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U的准确含量，也就无法得到
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U的准确含量。这一限制导致传统的外探测器法无法应用到独居石裂变径迹的定年方法中。因此，在现有技术中对独居石裂变径迹的定年方法研究较少。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本申请实施例提供了一种基于独居石裂变径迹的测年方法，以克服现有技术的不足之处。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种基于独居石裂变径迹的测年方法，所述方法包括：对多个独居石样本进行蚀刻，以将各所述独居石样本的裂变径迹扩大到裂变径迹分析仪可以观察到的程度；将蚀刻好的多个独居石样本放到裂变径迹分析仪下观察，统计各所述独居石样本的径迹密度，并标注各所述独居石样本的测试位置坐标；根据各所述独居石样本的测试位置坐标，采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪
对各所述独居石样本、以及选定的标准样本进行激光剥蚀，并根据激光剥蚀数据计算所述独居石样本中的
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U含量；根据各所述独居石样本的径迹密度、各所述独居石样本中的
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U含量，分析确定所述多个独居石样本的裂变径迹年龄。
[0008]可选的，所述方法还包括：根据所述激光剥蚀数据，确定各所述独居石样本中的U、Th和Pb同位素的相对含量；根据各所述独居石样本中的U、Th和Pb同位素的相对含量，分析可确定所述多个独居石样本的U
‑
Th
‑
Pb年龄。
[0009]可选的，在上述方法中，所述选定的标准样本包括年龄标样和U含量标样；所述年龄标样为44069标样和RW
‑
1标样；所述U含量标样为NIST610标样。
[0010]可选的，在上述方法中，所述对多个独居石样本进行蚀刻，包括：将所述多个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
‑
650 h，以扩大各所述独居石样本的裂变径迹。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]可选的，在上述方法中，对多个独居石样本进行蚀刻是在加热条件下，采用独居石蚀刻装置进行的；所述独居石蚀刻装置包括：玻璃试剂瓶、橡皮塞、水浴锅、温度计、和导管；所述玻璃试剂瓶插入所述水浴锅的水中；所述玻璃试剂瓶的瓶口用所述橡皮塞塞住；所述温度计通过所述橡皮塞的第一通孔插入所述玻璃试剂瓶中部；所述导管通过所述橡皮塞的第二通孔插入所述玻璃试剂瓶，以平衡所述玻璃试剂瓶内外的压力。
[0016]可选的，在上述方法中，对多个独居石样本进行蚀刻是根据以下方法进行的：在所述玻璃试剂瓶中装入12 mol/L浓盐酸，并将所述多个独居石样本放入所述玻璃试剂瓶中；将所述橡皮塞塞入所述玻璃试剂瓶的瓶口，并将所述温度计通过所述第一通孔插入所述玻璃试剂瓶中部，以及将所述导管通过所述第二通孔插入所述玻璃试剂瓶中浓盐酸的液面之上；将所述玻璃试剂瓶置于预先加热到90℃的所述水浴锅中，维持45 min，得到蚀刻后的独居石样本。
[0017]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本申请提供了基于独居石裂变径迹的测年方法，所述方法包括：对多个独居石样
本进行蚀刻，以将各所述独居石样本的裂变径迹扩大到裂变径迹分析仪可以观察到的程度；将蚀刻好的多个独居石样本放到裂变径迹分析仪下观察，统计各所述独居石样本的径迹密度，并标注各所述独居石样本的测试位置坐标；根据各所述独居石样本的测试位置坐标，采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪对各所述独居石样本、以及选定的标准样本进行激光剥蚀，并根据激光剥蚀数据计算所述独居石样本中的
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U含量；根据各所述独居石样本的径迹密度、各所述独居石样本中的
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U含量，分析确定所述多个独居石样本的裂变径迹年龄。本申请通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪技术获得独居石裂变径迹测试同一位置区域的U元素含量，计算得出裂变径迹的
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U放射性母体的数量，将蚀刻的裂变径迹的数量与
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U放射性母体的数量相结合，通过计算得出独居石矿物的裂变径迹年龄，本申请突破了独居石无法应用外探测器法测定放射性母体数量的技术壁垒，成功实现了对独居石矿物的裂变径迹年龄的测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于独居石裂变径迹的测年方法，其特征在于，所述方法包括：对多个独居石样本进行蚀刻，以将各所述独居石样本的裂变径迹扩大到裂变径迹分析仪可以观察到的程度；将蚀刻好的多个独居石样本放到裂变径迹分析仪下观察，统计各所述独居石样本的径迹密度，并标注各所述独居石样本的测试位置坐标；根据各所述独居石样本的测试位置坐标，采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪对各所述独居石样本、以及选定的标准样本进行激光剥蚀，并根据激光剥蚀数据计算各所述独居石样本中的
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U含量；根据各所述独居石样本的径迹密度、各所述独居石样本中的
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U含量，分析确定所述多个独居石样本的裂变径迹年龄。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述激光剥蚀数据，确定各所述独居石样本中的U、Th和Pb同位素的相对含量；根据各所述独居石样本中的U、Th和Pb同位素的相对含量，分析确定所述多个独居石样本的U
‑
Th
‑
Pb年龄。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选定的标准样本包括年龄标样和U含量标样；所述年龄标样为44069标样和RW
‑
1标样；所述U含量标样为NIST610标样。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个独居石样本进行蚀刻，包括：将所述多个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
‑
650 h，以扩大各所述独居石...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇飞，岳雅慧，李伟星，
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：