激光原位Rb-Sr年代学定年原理、分析方法和地学应用

于鹏岳; 李超; 张基昊; 章浩; 任竑宇; 左鹏飞; 张苏坤; 冯绍平; 于皓丞; 邱昆峰

doi:10.13745/j.esf.sf.2025.1.23

地学前缘 ›› 2026, Vol. 33 ›› Issue (2) : 1 -26. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.23

激光原位Rb-Sr年代学定年原理、分析方法和地学应用

于鹏岳, 李超, 张基昊, 章浩, 任竑宇, 左鹏飞, 张苏坤, 冯绍平, 于皓丞, 邱昆峰

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摘要

Rb-Sr放射性衰变广泛应用于岩石矿物年代学中，由于⁸⁷Sr同位素在质谱测量过程中会受到⁸⁷Rb的同质异位素的干扰，传统的方法只能通过化学前处理分离Rb和Sr元素，导致流程繁琐、实验周期较长、化学试剂消耗量大。此外，整体分析很难将不同期次、不同阶段矿物分离。近年来，激光剥蚀电感耦合等离子体串联质谱仪（laser ablation triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry, LA-ICP-MS/MS）的发展使原位Rb-Sr定年成为可能。LA-ICP-MS/MS在碰撞反应池中通入反应气体，通过测量Sr与N₂O或者SF₆等气体反应转换的SrO⁺或SrF⁺,实现⁸⁷Rb和⁸⁷Sr的在线分离。原位Rb-Sr定年具有高效、低成本和原位分析等显著优势，被初步应用于地学研究中。本文介绍了原位Rb-Sr定年原理及方法，并梳理了该方法在微区原位定年中存在的元素分馏和基体效应等问题。回顾了近年来LA-ICP-MS/MS Rb-Sr年代学应用的研究进展，重点论述了该方法在沉积岩地层时代的直接厘定、基性岩浆岩和伟晶岩中精确定年、多期变质事件识别、断层活动的时代限定以及金矿成矿时代确定等方面的应用，包括在月球样品中原位Rb-Sr定年也呈现出较大的潜力。LA-ICP-MS/MS Rb-Sr定年技术的发展和应用，为未来地质年代学的研究提供了新思路，在地球科学研究中具有重要的发展前景。