CN116413327B - 一种采用双标样导航法校正铌钽铁矿年龄的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用双标样导航法精确校正铌钽铁矿年龄的方法，属于铌钽铁矿年龄确定领域。本发明利用至少两个已知年龄的铌钽铁矿作为标准样品，根据标准样品1的铅铀离子比与铀离子比的测试结果，得到铌钽铁矿铅铀离子比与铀离子比之间的正相关关系，通过标准样品2校正该相关关系，利用校正后的相关关系，计算得到待测铌钽铁矿的铅铀质量比再根据该铅铀质量比得到待测铌钽铁矿的铀铅年龄UPbtun。本发明所提供的方法快速可靠，极大地提高了计算铌钽铁矿年龄的准确度，是目前这个领域内国际上最新的测试设计和校正方法，具有重大应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及铌钽铁矿年龄确定领域，特别涉及一种确定微米级铌钽铁矿高精度年龄的方法。
背景技术
放射性同位素体系定年是地质研究中获得绝对年龄的方法，精准的同位素年代学研究在反演地质历史事件、探讨成岩成矿动力学背景和矿床成因方面具有重要的意义，特别是很多变质岩及多期次热液活动先后关系不甚明显的热液矿床的研究中不可或缺的手段。其基本方法是通过准确测量地质体中的放射性同位素子体和剩余母体的含量比值，再依据半衰期原理，可以算得地质体所经历的时间。其中铀铅(U-Pb)体系定年因其具有适宜的特点，是目前固体地球科学年代学研究中应用最广的方法。目前主要应用定年的副矿物有锆石、独居石、榍石、氟碳铈矿和铌钽铁矿等。
铌钽铁矿[(Fe、Mn)(Nb、Ta)2O6]是关键资源铌和钽的主要矿石矿物(文献1：McCaffrey et al.,2023)，主要赋存于稀有金属花岗岩、碱性岩和碳酸盐岩、伟晶岩和热液脉中。对铌钽铁矿进行年龄限定，有利于勘探和发现铌和钽资源。铌钽铁矿矿物具有高的U和Th含量，是适合于测年的矿物。然而很多铌钽铁矿矿物在岩石中具有多期生长，粒度小(一般粒度在5-50微米，大部分为10微米左右)的特点。需要采用高精度的定年方法，在岩石中直接测定铌钽铁矿矿物的年龄，才能解决不同期次铌钽铁矿年龄的问题。
国际上已有报道的对铌钽铁矿的精确定年方法有同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)(文献2：Smith et al.,2004)，激光剥蚀电感耦合等离子质谱法(LA-ICP-MS)(文献3：赵俊兴等，2021)，以及二次离子质谱仪方法(SIMS)(文献4：Legros et al.,2019)。这三种定年方法各有优缺点。
同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)是最精确的定年方法，需要将岩石样品破碎以后，挑选出其中的铌钽铁矿矿物，再用酸在高温下溶解成溶液，然后测量溶液中的铀和铅含量，再计算年龄。目前采用同位素稀释热电离质谱(ID-TIMS)对铌钽铁矿进行U-Pb定年已经有不少地质应用，但高精度的ID-TIMS方法非常费时。因此，采样量小且测试周期短的原位定年分析技术如LA-ICP-MS和SIMS应需而生。
LA-ICP-MS可以不需要挑选矿物，可以将岩石切成薄片后，直接在薄片中选铌钽铁矿来分析，但是这种分析方法一般可以测量直径为30微米以上的颗粒，但由于大部分岩石中的铌钽铁矿太小，用这种分析方法，无法精确测量铌钽铁矿的年龄。
SIMS对铌钽铁矿进行微区原位分析，具有样品消耗量小，可长时间分析、可重复分析等特点。由于铌钽铁矿的裂隙比较多，利用高精度和高空间分辨率的离子探针仪器来微区原位分析铌钽铁矿，可以有效的避免包裹体的问题，得到更精准的结果。
然而，目前采用SIMS研究铌钽铁矿的较少，是因为基质效应是SIMS原位微区分析中需要考虑的主要问题之一。Legros等人(2019)建立了需要加电子探针(EPMA)进行基质效应校正的铌钽铁矿离子探针铀铅定年方法，并推荐了几个成分均匀的铌钽铁矿标准样品。但由于电子探针和离子探针的分析区域不是完全重叠，并且多次分析费时费力，因此这种方法还有待改进。
为此本申请将设计一种新的原位测定微米级铌钽铁矿，并采用两个标样引导校正得到准确年龄的方法，这个方法不但能省时省力，而且又精确又准确，来解决这个悬而未决的问题。
参考文献：
文献1：McCaffrey,D.M.,Nassar,N.T.,Jowitt,S.M.,Padilla,A.J.,Bird,L.R.,2023.Embedded critical material flow:The case of niobium,the United States,and China.Resources,Conservation and Recycling,188.
文献2：Smith,S.R.et al.,2004.U-Pb columbite-tantalite chronology ofrare-element pegmatites using TIMS and Laser Ablation-Multi Collector-ICP-MS.Contributions to Mineralogy and Petrology,147(5):549-564.
文献3：赵俊兴,何畅通,秦克章等.喜马拉雅琼嘉岗超大型伟晶岩锂矿的形成时代、源区特征及分异特征[J].岩石学报,2021,37(11):3325-3347.
文献4：Legros,H.et al.,2019.U-Pb isotopic dating of columbite-tantalite minerals:Development of reference materials and in situapplications by ion microprobe.Chemical Geology,512:69-84.
发明内容
本申请提到的所有参考文献都通过引用并入本文。除非有相反指明,本文所用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域普通技术人员通常所理解的相同的含义。除非有相反指明,本文所使用的或提到的技术是本领域普通技术人员公知的标准技术。材料、方法和例子仅作阐述用,而非加以限制。
在铌钽铁矿年龄测定领域，目前已经公开的方法需要先采用电子探针，测量样品的元素含量，得到成分数据后，再采用离子探针测试铌钽铁矿的同位素比值。两种仪器出来的数据配合使用才能得到结果，这个方法不但需要两台仪器多次测量，费时费力，而且还会因为多次测试带来偏差、加大误差，因此这种方法还有待改进。
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种确定微米级铌钽铁矿高精度年龄的方法。本申请发明人通过大量实验对比分析，找到了准确校正铌钽铁矿铅铀年龄的离子对，并建立了相应的计算方法。
可选的，本申请实施例提供的一种确定微米级铌钽铁矿高精度年龄的方法，所述方法首先利用至少两个已知年龄的铌钽铁矿作为标准样品，根据标准样品1的铅铀离子比与铀离子比的测试结果，得到铌钽铁矿铅铀离子比与铀离子比之间的正相关关系，通过标准样品2校正该相关关系，利用校正后的相关关系，计算得到待测铌钽铁矿的铅铀质量比再根据该铅铀质量比得到待测铌钽铁矿的铀铅年龄UPbtun。
可选的，本申请实施例提供的一种确定微米级铌钽铁矿高精度年龄的方法，其特征在于，所述方法利用至少两个年龄已知、成分不同的铌钽铁矿作为标准样品，先确定标准样品1的铅铀离子比值与铀离子比值之间的正相关关系，根据相同的正相关关系，计算获得标准样品2的铅铀同位素比值和铅铀年龄UPbtCstd2；根据确定的正相关关系和待测样品的铀离子比值与铀离子比值计算得到待测样品的铅铀比值和铅铀年龄UPbtCun。
可选的，所述方法还包括在获得标准样品2的铅铀年龄UPbtstd2后，进行偏差校正，确定校正后的正相关关系后，再计算待测样品的铅铀比值和铅铀年龄UPbtCun。
可选的，所述方法具体包括如下步骤：
S1、对标准样品1号进行测量获得不少于3组的铅铀离子比值与铀离子比值按照公式进行拟合，得到A和B的值；
S2、测量获得标准样品2号的铅铀离子比值和铀离子比值将S1步骤中获得的A值、B值以及标准样品1号的推荐值，代入公式计算获得标准样品2号校正后的铅铀比值并通过公式计算标准样品2的测量值年龄UPbtCstd2，具体公式如下：
λ238是衰变常数，λ238＝1.55125×10-10；
S3、计算标准样品2号推荐年龄和测量值的偏差值，计算公示为Δt＝AgeUPbCStd2-UPbtCstd2；
S4、如Δt值大于标准样品2号AgeUPbCStd2×误差，则以上述B＝0.1为迭代的起始值，B＝5为终点值，以1％为步长，重新计算B值；每得到一个B值都代入到上述步骤S2和S3，确定Δt小于等于标准样品2号AgeUPbCStd2×误差时的B值；如Δt小于标准样品2号AgeUPbCStd2×误差得出的值，则直接进入步骤S5；
S5、测量待测样品的铅铀离子比值和铀离子比值将标准样品1号Cstd1的推荐值、A值和Δt小于等于标准样品2号AgeUPbCStd2×误差时的B值代入公式
计算得到铌钽铁矿待测样品Cun校正后的铅铀比值根据公式计算待测样品的年龄值UPbtCun。
可选的，本申请实施例所提供的两个标准样品可以是任一已经年龄和成分的样品，优选的，所述标准样品分别为来自中国福建的铌钽铁矿标样CStd1(Nb2O5≈55.1％，Ta2O5≈24.2％，FeO≈13.0％，MnO≈57％，TiO2≈0.5％，UPbtCStd1≈380Ma(百万年))和来自中国新疆的铌钽铁矿标样CStd2(Nb2O5≈48.0％，Ta2O5≈32.4％，FeO≈6.0％，MnO≈12.3％，TiO2≈0.1％，UPbtCStd2≈264Ma(百万年))。
可选的，所述样品在测量前还包括以下步骤：
步骤1、将两个标准样品和待测铌钽铁矿样品制作成拼合样品靶；
步骤2、清洗样品靶材料；和
步骤3、将样品靶镀导电材料。
可选的，所述拼合样品靶的制作步骤包括：
步骤1、在10cm*10cm的玻璃片上粘上10cm*5cm的双面胶，将分别为7-10粒粒径为100-150微米的标准样品1号、标准样品2号、待测样品Cun1粘帖在所述双面胶上约2毫米直径的圆形内；
步骤2、将表面光滑的聚乙烯空心柱垂直放置在所述双面胶上，沿着所述聚乙烯空心柱的内表面缓慢注入抽真空后的所述环氧树脂与所述凝固剂的混合物，再次抽真空并静置使得所述混合物凝固，获得能够从所述聚乙烯空心柱中取出的凝固后的铌钽铁矿标样薄片；依次采用细砂纸，抛光盘对铌钽铁矿靶进行打磨抛光，使得标准样品和待测样品都在靶的一侧表面出露。
可选的，所述将样品靶镀导电材料，包括将清洗干净的圆片样品露出的一侧表面镀上连续的金膜，镀层厚度为20nm-50nm。
可选的，所述测量是利用二次离子质谱仪SIMS测量铌钽铁矿的离子信号。
可选的，所述利用二次离子质谱仪SIMS测量铌钽铁矿的离子信号，包括以下步骤：
步骤1、先采用氧气等离子体离子源并以高斯光方式聚焦至样品靶上的铌钽铁矿样品，以产生铌钽铁矿样品的二次离子；
步骤2、使样品的二次离子204Pb+,206Pb+,207Pb+,181Ta18O16O+,184W16O2 +,238U+,238U16O+,和238U16O2 +依次通过电场和磁场到达所述离子信号检测系统，检测获得前述二次离子的信号强度。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)提供了一种采用双标样导航法精确校正铌钽铁矿年龄的方法，本发明申请人在大量试验对比的基础上，找到了可准确测量的铌钽铁矿的铀铅离子种类，通过双标样的导航，可以准确计算待测样品年龄的方法。
(2)本发明所提供的方法快速可靠，极大地提高了计算铌钽铁矿年龄的准确度，是目前这个领域内国际上最新的测试设计和校正方法，在地质等领域具有重大应用价值。
附图说明
图1是本申请实施例中含有两个标准样品和一个待测样品的拼合样品靶薄片的示意图，其中CStd1为标准样品1号，CStd2为标准样品2号，Cun为待测样品。
图2是本申请实施例中标准样品和待测样品的铅铀离子比值与铀离子比值的正相关关系曲线。
图3是本申请实施例的计算流程图。
图4是采用不同离子对校正铌钽铁矿的U-Pb年龄的结果图，其中中心点是20次分析的算术平均值，误差棒的长短代表1sigma。图4A代表Cstd1，是铌钽铁矿标准样品1号；图4B代表Cstd2，是铌钽铁矿标准样品2号；图4C代表Cun，是铌钽铁矿待测的未知样品。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
本申请中使用unknown(缩写为un)和standard(缩写为std)来区分待测样品和标准样品，标记在比值的右下。本申请中涉及到的符号、公式及代表的含义如下表1所示：
表1
本申请实施例提供的一种确定微米级铌钽铁矿高精度年龄的方法，所述方法选用至少两个年龄已知、成分不同的铌钽铁矿作为标准样品，先确定标准样品1号的铅铀离子比值与铀离子比值之间的正相关关系，根据相同的正相关关系，计算获得标准样品2号的铅铀同位素比值和测量值年龄UPbtCstd2；误差校正，获得校正后的正相关关系；根据校正后的正相关关系和待测样品的铀离子比值与铀离子比值计算得到待测样品的铅铀比值和铅铀年龄UPbtCun。
下面通过具体实施例，详细说明本申请的整体技术方案。
实施例1、制作含有两个铌钽铁矿标准样品和1个待测铌钽铁矿样品的靶
自然界的铌钽铁矿的成分含量有变化，本申请方法需要用两个不同成分的铌钽铁矿标准样品来作为校准物质。进一步的，本发明选择成分不一样的2个铌钽铁矿作为校正仪器的标准样品，所述标准样品分别是来自中国福建的铌钽铁矿标样CStd1(Nb2O5≈55.1％，Ta2O5≈24.2％，FeO≈13.0％，MnO≈57％，TiO2≈0.5％，UPbtCStd1≈380Ma(百万年))和来自中国新疆的铌钽铁矿标样CStd2(Nb2O5≈48.0％，Ta2O5≈32.4％，FeO≈6.0％，MnO≈12.3％，TiO2≈0.1％，UPbtCStd2≈264Ma(百万年))。本申请实施例采用CStd1作为主要标准样品来作为双标样导航法中的抛锚样，采用CStd2作为次要标准样品来作为双标样导航法中的目标样。待测样品选择一个来自中国湖南的铌钽铁矿样品Cun(Nb2O5≈13.1％，Ta2O5≈69.4％，FeO≈1.0％，MnO≈13.8％，TiO2≈0.7％，AgeUPbCun≈140Ma(百万年))。进一步的，本申请实施例用已知年龄的铌钽铁样品Cun来检验本方法。
参考国家计量技术规范要求，为了检验测试结果的重复性，在相同仪器、相同测试条件下，短时间内，重复测量次数都选为10次。一般一个铌钽铁矿标准样品的颗粒可做0-2次测试，因此，为了保证测试数量，上述三个铌钽铁矿标样的颗粒数分别选择在7-10颗。
具体的制作靶的流程为：在10cm*10cm的玻璃片上粘上10cm*5cm的双面胶，将7-10粒粒径为100-150微米的矿物样品铌钽铁矿标样CStd1和7-10粒粒径为100-150微米的铌钽铁矿标样CStd2，和7-10粒粒径为100-150微米的待测样品Cun1粘帖在所述双面胶上的2毫米直径的圆形内；将环氧树脂与凝固剂进行混合；将表面光滑的聚乙烯空心柱垂直放置在所述双面胶上；沿着所述聚乙烯空心柱的内表面缓慢注入抽真空后的所述环氧树脂与所述凝固剂的混合物，再次抽真空并静置使得所述混合物凝固，从而获得能够从所述聚乙烯空心柱中取出的凝固后的铌钽铁矿标样薄片。依次采用细砂纸，抛光盘对铌钽铁矿靶进行打磨抛光，使得铌钽铁矿标样CStd1和铌钽铁矿标样CStd2，和待测样品Cun都在靶的一侧表面露出，并且整个表面都光洁且平滑。制作完成的铌钽铁矿样品靶如图1所示。
实施例2、利用二次离子质谱仪方法SIMS测试铌钽铁矿
2.1清洗样品。
具体第一步先利用清水清洗样品表面，第二步，将样品放在盛有酒精的烧杯中，利用超声波仪将样品超声清洗三分钟，第三步，将样品放在干燥箱中烘干一个小时。
2.2镀导电材料。
具体为采用Quorum公司的Q150TE型号的镀金仪，将上述的清洗干净的圆片样品露出的一侧表面镀上连续的金膜，为了保证样品良好的导电性，镀层厚度在20nm-50nm,举例来说可以是20nm，也可以是45nm等。
2.3利用二次离子质谱仪方法SIMS测试铌钽铁矿所需要的信号
具体为第一步采用氧气等离子体离子源并以高斯光方式聚焦至所述样品靶上的所述铌钽铁矿样品，以便产生所述铌钽铁矿样品的二次离子；使所述铌钽铁矿样品的二次离子204Pb+,206Pb+,207Pb+,181Ta18O16O+,184W16O2 +,238U+,238U16O+,和238U16O2 +依次通过电场和磁场到达所述离子信号检测系统。测试方法如下表2所示。
表2
实施例3、采用本发明的方法计算待测铌钽铁矿的铀铅年龄UPbtCun
根据半衰期原理采用公式 计算铀铅年龄UPbt时，需要采用铅铀含量的比值206Pb/238U。
本申请发明人通过多次实验发现，通过仪器能测量到的是三种铅铀离子比值，即：和而前述三种铅铀离子比值与真实的铅铀含量比值206Pb/238U是不一样的，这是由于当一次离子轰击到样品表面时，样品溅射出来的二次离子206Pb+和三种含U的离子(即238U+，238U16O+和238U16O2 +)产率不一样造成的，因此在使用二次离子质谱仪进行铌钽铁矿铀铅定年测量时，需要校正铀和铅的产率，以便获得铌钽铁矿样品的准确铅铀年龄。
为解决这个问题，经本申请发明人研究发现：
首先，经过多次实验数据分析，发现同一个铌钽铁矿的铅铀离子比值与铀离子比值之间存在的良好的正相关关系,可以用公式(3)表达为：其中A和B是常数：
变换公式(3)可以得到以下的公式(4)：
通过多次测试试验结果，拟合出来的结果如图2所示，展示出了不同年龄的铌钽铁矿的铅铀离子比值与铀离子比值的正相关关系，其中展示出了三个不同年龄的铌钽铁矿(包括铌钽铁矿标准样品CStd1和铌钽铁矿标准样品CStd2，和铌钽铁矿待测样品Cun)的测量结果。三个不同年龄的铌钽铁矿的比值测量结果可以分别拟合出三条直线。
其次，本申请发明人通过试验还发现，在同一仪器条件下测量，当铌钽铁矿的铅铀离子比与铅铀质量比存在如下关系:
即虽然同一种铌钽铁矿中铅和铀在二次离子质谱仪中的产率不同，即T≠1，但对不同铌钽铁矿进行二次离子质谱仪中检测时，铌钽铁矿标准样品CStd1、铌钽铁矿标准样品CStd2和待测样品Cun的铅206Pb具有相同的产率，而且238U16O也具有相同的产率。因此铌钽铁矿的铅铀同位素比值与铅铀离子比值之间的比值，即具有相同的变化关系。这一关系可采用上面的公式(5)来表示。
将公式(3)和公式(5)合并可转化为下面的公式(6)。
根据上述实验发现，设计了如下计算流程来建立校正方法。即根据其中两个已知年龄的标准样品，可以通过迭代计算，得到两条标准样品直线的相同斜率B，然后将这个分馏规律应用到当次测量的待测样品Cun中，可以得到样品的年龄UPbtCun。
具体确定过程如下，流程图如图3所示：
第一步：基于测量数据，建立标样1的校正曲线
本申请发明人通过多次实验发现，同一个铌钽铁矿的铅铀离子比值与铀离子比值之间存在的良好的正相关关系，可以用公式(3)表达为：其中A和B是常数：
变换公式(3)可以得到以下的公式(4)：
对已知年龄的铌钽铁矿标准样品CStd1进行测量获得10组数据，并将得到的测量数组与按照公式(4)进行拟合，从而得到A和B的值。
第二步：基于上述校正曲线，计算标准样品CStd2的铅铀同位素比值
本申请发明人通过多次实验发现，结合上述步骤获得的校正曲线，计算铌钽铁矿标准样品CStd2的铅铀同位素比值先对前述公式6进行变换，得到以下所示的公式7。
将铌钽铁矿标准样品Cstd1的推荐值0.0608(其是根据已知年龄380Ma和公式2算出的)和上述A和B的值代入公式(7)，基于当次测量得到的铌钽铁矿的铅铀离子比值和铀离子比值即可得到铌钽铁矿标准样品Cstd2的校正后的铅铀比值然后根据公式(2) 计算标准样品Cstd2的年龄UPbtCstd2。
第三步：计算偏差值
计算推荐年龄和测量值的偏差值，即铌钽铁矿标准样品2号的铀铅年龄的推荐值AgeUPbCStd2(264Ma)与本方法计算得到的铌钽铁矿标准样品2号的铀铅年龄UPbtCstd2的差别Δt＝AgeUPbCStd2-UPbtCStd2(9)。
第四步：校正偏差
先判断，如果Δt大于0.7Ma,(264*0.25％＝0.7，铌钽铁矿标准样品2号的铀铅年龄的推荐值AgeUPbCStd2(264Ma)的误差是0.25％，本发明中铌钽铁矿标准样品的一般推荐误差是0.25％。就需要以上述B＝0.1为迭代的起始值，B＝5为终点值，以1％为步长，重新计算斜率B值。每得到一个B值都带入到上述第二步和第三步，直到Δt小于等于0.7Ma。
第五步：如果Δt小于等于0.7Ma，就可以采用上述B作为本次测量的待测样品的斜率，继续计算待测样品的年龄。即先对公式6进行变换，得到以下所示的公式8。
将铌钽铁矿标准样品Cstd1的推荐值0.0608(其是根据已知年龄380Ma和公式2算出的)和上述A和B的值代入公式(8)，基于当次测量得到的铌钽铁矿的铅铀离子比值和铀离子比值即可得到铌钽铁矿待测样品Cun的校正后的铅铀比值然后根据公式2计算待测样品的年龄值UPbtCun。
实施例4、采用不同的离子对校正铌钽铁矿U-Pb年龄的准确性分析
本申请发明人通过实验发现，采用离子对校正得到的铀铅年龄最准确。采用不同的离子对校正铌钽铁矿的U-Pb年龄的结果如图4所示，数据如表3所示，其中中心点是20次分析的算术平均值，误差棒的长短代表1sigma。图4A代表Cstd1，是铌钽铁矿标准样品1号；图4B代表Cstd2，是铌钽铁矿标准样品2号；图4C代表Cun，是铌钽铁矿待测的未知样品。
表3.采用不同的离子对校正铌钽铁矿的U-Pb年龄的结果平均值
在图4中，实心圆代表铀铅年龄的推荐值，对比使用不同离子对进行SIMS的测量，测量结果与推荐值的偏差值越小，则结果越准确，方法越可靠。空心圆代表用离子对校正得到的铀铅年龄；采用这个离子对得到的铀铅年龄，和推荐值在误差范围内一致。实心正方形代表用离子对是校正得到的铀铅年龄；采用这个离子对，可以通过调整斜率使得Cstd1和Cstd2的铀铅年龄和推荐值在误差范围内一致，但是待测样品的年龄和推荐值在误差范围内不一致。空心正方形代表用离子对是校正得到的铀铅年龄；采用这个离子对，不可以通过调整斜率使得Cstd1和Cstd2的铀铅年龄和推荐值在误差范围内一致，而且是待测样品的年龄和推荐值在误差范围内不一致。实心三角形代表用离子对是校正得到的铀铅年龄；采用这个离子对，可以通过调整斜率使得Cstd1和Cstd2的铀铅年龄和推荐值在误差范围内一致，但是待测样品的年龄和推荐值在误差范围内不一致。空心三角形代表用离子对是校正得到的铀铅年龄；采用这个离子对，可以通过调整斜率使得Cstd1和Cstd2的铀铅年龄和推荐值在误差范围内一致，但是待测样品的年龄和推荐值在误差范围内不一致。实心菱形代表用离子对是校正得到的铀铅年龄；采用这个离子对，不可以通过调整斜率使得Cstd1和Cstd2的铀铅年龄和推荐值在误差范围内一致，而且是待测样品的年龄和推荐值在误差范围内不一致。空心菱形代表采用Legros等人(参加文献4)的方法，即先用SIMS测得的离子对校正得到的初步结果，再用EPMA测得的Nb/Ta的元素含量比值校正得到铀铅年龄；采用这个方法，可以使得Cstd2的铀铅年龄和待测样品的年龄更接近推荐值，但和推荐值都在误差范围内不一致。
综上，采用本发明推荐的方法，即用离子对校正得到的铀铅年龄，测量结果与推荐值的偏差值最小，结果最准确，方法最可靠。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种采用双标样导航法校正铌钽铁矿年龄的方法，其特征在于，所述方法利用至少两个年龄已知、成分不同的铌钽铁矿作为标准样品，先确定标准样品1的铅铀离子比值与铀离子比值之间的正相关关系，根据相同的正相关关系，计算获得标准样品2的铅铀同位素比值和铅铀年龄UPbtstd2；根据确定的正相关关系和待测样品的铀离子比值与铀离子比值计算得到待测样品的铅铀比值和铅铀年龄UPbtCun；所述方法具体包括如下步骤：
S1、对标准样品1进行测量获得不少于3组的铅铀离子比值与铀离子比值按照公式进行拟合，得到A和B的值；
S2、测量获得标准样品2的铅铀离子比值和铀离子比值将S1步骤中获得的A值、B值以及标准样品1的推荐值，代入公式计算获得标准样品2校正后的铅铀比值并通过公式计算标准样品2的测量值年龄UPbtCstd2，具体公式如下：
λ238是衰变常数，λ238＝1.55125×10-10；
S3、计算标准样品2推荐年龄和测量值的偏差值，计算公示为Δt＝AgeUPbCStd2–UpbtCstd2；
S4、如Δt值大于标准样品2的AgeUPbCStd2×误差，则以上述B＝0.1为迭代的起始值，B＝5为终点值，以1％为步长，重新计算斜率B值；每得到一个B值都代入到上述步骤S2和S3，确定Δt小于等于标准样品2的AgeUPbCStd2×误差时的B值；如Δt小于标准样品2的AgeUPbCStd2×误差得出的值，则直接进入步骤S5；
S5、测量待测样品的铅铀离子比值和铀离子比值将标准样品Cstd1的推荐值、A值和Δt小于等于标准样品2的AgeUPbCStd2×误差时的B值代入公式计算得到铌钽铁矿待测样品Cun校正后的铅铀比值根据公式计算待测样品的年龄值UPbtCun。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获得标准样品2的铅铀年龄UPbtstd2后，还包括进行偏差校正，确定校正后的正相关关系后，再计算待测样品的铅铀比值和铅铀年龄UPbtCun。
3.根据权利要求1-2之任一所述的方法，其特征在于，所述两个标准样品分别为铌钽铁矿标样CStd1和铌钽铁矿标样CStd2。
4.根据权利要求1-2之任一所述的方法，其特征在于，样品在测量前还包括以下步骤：
步骤1、将两个标准样品和待测铌钽铁矿样品制作成拼合样品靶；
步骤2、清洗样品靶材料；和
步骤3、将样品靶镀导电材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，拼合样品靶的制作流程包括：
步骤1、在10cm*10cm的玻璃片上粘上10cm*5cm的双面胶，将分别为7-10粒粒径为100-150微米的标准样品1、标准样品2、待测样品Cun1粘帖在双面胶上约2毫米直径的圆形内；和
步骤2、将表面光滑的聚乙烯空心柱垂直放置在双面胶上，沿着聚乙烯空心柱的内表面缓慢注入抽真空后的环氧树脂与凝固剂的混合物，再次抽真空并静置使得混合物凝固，获得能够从聚乙烯空心柱中取出的凝固后的铌钽铁矿标样薄片；依次采用细砂纸，抛光盘对铌钽铁矿靶进行打磨抛光，使得标准样品和待测样品都在靶的一侧表面出露。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将样品靶镀导电材料，包括将清洗干净的圆片样品露出的一侧表面镀上连续的金膜，镀层厚度为20nm-50nm。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，测量是利用二次离子质谱仪SIMS测量铌钽铁矿的离子信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用二次离子质谱仪SIMS测量铌钽铁矿的离子信号，包括以下步骤：
步骤1、先采用氧气等离子体离子源并以高斯光方式聚焦至样品靶上的铌钽铁矿样品，以产生铌钽铁矿样品的二次离子；和
步骤2、使样品的二次离子204Pb+,206Pb+,207Pb+,181Ta18O16O+,184W16O2 +,238U+,238U16O+,和238U16O2 +依次通过电场和磁场到达离子信号检测系统，检测获得前述二次离子的信号强度。
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