PDF《Preliminary study on TIMS U-Th》

1 , K

4 = 2.

835 @ 10-

6 A-

1 ,K

0 = 9.

195 @ 10-

6 A -

1 , 如果体系满足不含初始230 Th 以及对 U、 Th 等 保持封闭两个基本条件, 则具有以下关系[ 9] : 1- K

0 230 Th K

8 238 U Th = e- K

0 t - D234 U ( 0)

1000 23 K

0 K 0- K

4 [ 1- e- (K

0 - K

4 ) t ] 式中,D

234 U 代表样品

234 U/

238 U ) 的不平衡程度, 其定义如下: D

234 U= (

234 U/

238 U) (

234 U /

238 U) eq -

1 以来 @

10 3 以上230 T h、

234 Th 和238 U 均代表其原子含量, (

234 U/

238 U ) eq代表放射性平衡时的原子 比值: (

234 U /

238 U ) eq= 5.

472 @ 10-

5 .D

234 U ( 0) 代表被测样品的不平衡程度, 同时用另一 个参数D

234 U( T ) 代表样品形成时的不平衡程度.对珊瑚来说, D

234 U( T ) 是判断体系是否 封闭的一个重要参数, 并具有以下关系: D

234 U ( 0) = D

234 U ( T ) e - K

4 t 对符合基本条件的样品, 精确测定其234U/ 238U 比值以及230Th 和238U 含量则可 计算出其准确年龄值. T IMSU- T h 方法适宜的年龄测定范围在数百年到五十万年之间, 其中未经成岩蚀 变的第四纪珊瑚以及第四纪纯碳酸盐质洞穴沉积物等是最合适的研究对象. 2.

2 样品与实验 本次试验选 用了由中 国科学院地 质研究所 研制的铀 系年龄国家 标准物质 GBW04413, 其铀含量为 2. 2Lg/ g, 与珊表现的铀含量相当( ~ 3L g/ g) ;

全新珊瑚样品 LHT25 取自海南岛的鹿回头珊瑚礁, 水7-

3 取自雷州半岛, 西6-

4 和NS94-

31 样品则 分别取自海南岛南岸的西瑁岛和南沙群岛的珊瑚礁, 其位置均高出现代海平面, 而现代珊 瑚XDH91 为1991 年取于海南岛小东海礁坪生长中的珊瑚.X 射线矿物相分析结果( 表1) 表明, 这些珊瑚样品文石含量均在 98% 以上, 其所受到的后期蚀变甚微.

69 第2期韦刚健等: 热电离质谱( TIMS) U- Th 年龄测定及其应用研究初探 表1珊瑚样品矿物含量( % ) T able

1 Mineral compositions of coral samples ( % ) 样品号 文石 方解石 样品号 文石 方解石 LHT

25 水7-

3 西6-

4 99.

1 99.

0 98.

0 0.

4 0.

5 1.

6 NS94-

31 XDH

91 98.

0 99.

5 1.

5 0.

2 分析者: 中国科学院广州地球化学研究所王冠鑫 T IMSU- T h 分析方法与常规的同位素稀释法类似.称取约 1g 样品, 用浓 HNO3 溶解, 然后加入229 Th-

233 U 混合稀释剂, 充分混匀后加入数滴 FeCl3 溶液, 随后逐滴加入浓 NH4OH 使Fe( OH)

3 沉淀, 其中的 U 和Th也随之共沉淀出来;

沉淀物用 HNO3 溶解后, 经AG1 @

8 阴离子交换树脂进行离子交换处理, 分别收集和纯化 U 和Th, 备质谱测量. U- Th 的质谱测量在 VG354 型质谱计上进行.用石墨作为发射剂, 将接收下来的 U 和Th点在单铼带上;

钍的测量温度在

1800 e 以上, 相应的加热电流在 5. 5A 以上, 在 电子倍增器( Daly) 上用单接收方法依次扫描

229、

230 和232 质量峰, 一般离子流强度

229 和232 在5000 )

20000 计数/ s 左右,

230 则在

500 计数/ s 以下( 现代珊瑚 XDH91 检测不 到230 信号) , 测量 230/

229 和232/

229 比值, 精度可达 0. 5% 左右, 最后计算出230 Th 和232 T h 含量.铀的测量温度为

1600 )

1800 e , 相应的加热电流为 4.

5 ) 5. 5A.测量铀时 首先用法拉第杯( Farady Cup) 以单接收方式扫描

235 和238 质量峰, 测量 238/

235 比值, 并将之校正为 137. 88;