电子探针分析锆石Hf和Ti含量的结果意义与技术优势

摘要：

锆石是一种重要的定年矿物,其微量元素地球化学行为是解释锆石年龄地质意义的重要依据.锆石微量元素分析一般采用的是在大束斑条件下(10～50μm)的质谱仪测试方法,其结果反映的是在该束斑范围内,元素的平均含量信息.相比之下,电子探针显微分析可以在极小微区范围内(<5μm)进行元素的定量分析,更能有效地揭示元素的地球化学行为,可作为研究锆石微量元素的重要技术补充.本文以锆石定年中常用标准锆石(TEMORA、Qinghu和Ple?ovice)作为研究对象,在20kV加速电压、50～300nA轰击电流以及2～5μm束斑条件下,对其中的Hf和Ti进行了定量分析,包括常规的点和线分析(Point/Line Analysis)以及网格分析(Grid Analysis),并以此为基础进行了线性拟合并建模,对元素的面分布情况进行了探讨.在较长的计数时间条件下(300s),本文得到了20μg/g(1σ)的Ti含量检测限.实验结果表明:锆石中的Zr与Hf之间具有负相关性,反映了两者的类质同象替代;其次,在概率统计方面,电子探针Hf和Ti的定量分析结果明显高于LA-ICP-MS方法,反映了其在更小微区下的含量信息以及地球化学行为,须在诸如(锆石)Ti温度计的应用中特别注意.再者,测试所用标准锆石样品的Hf含量(和Zr/Hf比值)在微区下具有环带分布特征,表现为从核部到边部具有升高(降低)的趋势,这与锆石结晶生长过程中的熔体分异程度有关.另一方面,标准锆石样品中的Ti并未表现出类似Hf的分布特征,且Hf(和Zr/Hf比值)与Ti含量之间也没有发现明显的相关性.因此,对于前人提出的Hf具有类似Ti一样的温度计指示功能的观点仍有待进一步探讨.

关键词：锆石、微量元素Hf和Ti、Zr/Hf比值、电子探针、定量分析

所属期刊栏目：42

分类号：P597.3(地球化学)

资助基金：国家自然科学基金41872190

在线出版日期：2023-03-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：89-101