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砂岩型铀矿U-Pb同位素测年方法研究

砂岩型铀矿U-Pb同位素测年方法研究

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作者：耿建珍中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

铀是国家战略性资源,加快我国铀矿床勘查力度和实现找矿理论突破,已经成为保障国家能源战略需求的迫在眉睫的问题。我国北方铀矿勘查的主攻方向是砂岩型铀矿。同位素地质年代学是铀矿床研究的一个主要内容。本文系统研究了砂岩型铀矿物... 详细信息

铀是国家战略性资源,加快我国铀矿床勘查力度和实现找矿理论突破,已经成为保障国家能源战略需求的迫在眉睫的问题。我国北方铀矿勘查的主攻方向是砂岩型铀矿。同位素地质年代学是铀矿床研究的一个主要内容。本文系统研究了砂岩型铀矿物的赋存状态和特点,分析了铀矿物U-Pb同位素测年的基体效应,提出了砂岩型铀矿U-Pb年代学测试的三个思路:激光剥蚀+同位素稀释法(LA+ID-TIMS)、电子探针+激光剥蚀多接收等离子体质谱法(EPMA+LA-MC-ICPMS)和飞秒激光多接收等离子体质谱法(fsLA-MC-ICPMS)。本文优化了单颗粒铀矿物ID-TIMS U-Pb测年的实验流程,建立了激光剥蚀与ID-TIMS联用进行铀矿U-Pb同位素测年的实验技术方法,采用该技术对锆石标准物质PLESOVICE和铀矿标准物质GBW04420进行了测试,获得一组PLESOVICE年龄337.5±0.6Ma,四组铀矿物样品Pb/U年龄值70.6±1.5Ma(n=4),均在误差范围内与推荐值一致。但是由于剥蚀物质吸收效率和Pb本底的影响,该技术尚不完全成熟,未实际获得砂岩型铀矿样品年龄。优化了EPMA+LA-MC-ICPMS进行U-Pb同位素测年的实验技术方法,并对秦岭陈家沟花岗岩型铀矿和河南复稀金矿进行了研究,获得与ID-TIMS法一致的年龄结果,验证了方法的有效性。利用该方法对鄂尔多斯盆地红庆河和塔然高勒两个钻孔砂岩型铀矿样品进行测试,红庆河铀矿Pb/U表面年龄67.8Ma,与U-Pb一致线下交点年龄9.8±3.3Ma,而塔然高勒样品Pb/U表面年龄较分散,90Ma均有分布,集中分布在90Ma之间。建立了飞秒激光线扫描进行U-Pb同位素测年的实验技术方法,通过对磷灰石标准OTTER LAKE、独居石标准44069、锡石标准AY-4、铀矿标准物质GBW04420的分析表明,采用飞秒激光器进行线扫描模式的微区原位U-Pb同位素测年时,在一定程度上能够忽略基体效应的影响,实现非基体匹配U-Pb测年。采用该技术对内蒙古鄂尔多斯盆地伊金霍洛旗红庆河砂岩型铀矿样品进行测试,33组数据Pb/U表面年龄分散在0.50.40Ma之间,说明同一颗粒或集合体不同部位放射成因铅丢失程度不一致。将四个颗粒获得的33组数据统一计算,具有良好的线性关系,获得上交点1800±50Ma,说明四个颗粒具有相同的铀源。

关键词：砂岩型铀矿铀铅测年同位素稀释法飞秒激光基体效应

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