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榍石是岩浆岩与变质岩中常见的副矿物之一,是岩浆活动、变质作用、热液活动等地质过程时空演化研究的重要对象。榍石通常含有中等含量的U(10～>100 μg g-1)和较高含量的 Nd(500～5000μg g-1),其 U-Pb 和 Sm-Nd 同位素体系具有较高的封闭温度,可以用来进行U-Pb定年和Sm-Nd同位素示踪。近年来,迅速发展起来的激光剥蚀(多接收)电感耦合等离子体质谱方法,因其制样要求简单、分析速度快等优点,已经成为原位微区微量元素分析、U-Pb定年和Sm-Nd同位素分析的重要工具。缺乏基体匹配的标准物质是限制该技术广泛使用的重要因素之一。针对以上问题,本论文选择了年龄在1840～20 Ma之间的六件目前广泛使用的榍石标准物质(Khan、BLR-1、OLT1、Ontario、MKED1、YQ82)和六件天然榍石样品(T3、T4、TLS-36、NW-IOA、Pakistan、C253),采用电子探针分析和激光原位微区同位素方法检验其均匀性,研发合适的榍石原位微区U-Pb年代学和Sm-Nd同位素分析标准物质,解决成分不同的标准物质和样品之间存在的基体效应问题。电子探针主量元素分析、激光原位微量元素分析和U-Pb定年结果表明,榍石BLR-1、OLT1、Ontario、MKED1、T3和Pakistan的具有均一的主量、微量元素组成和U-Pb年龄,是原位微区U-Pb定年的理想标准物质。本文采用同位素稀释-热电离质谱(Isotope Dilution-Thermal Ionization Mass Spectrometry,ID-TIMS)定年技术对榍石Ontario、T3和Pakistan的U-Pb年龄进行准确标定,获得榍石Ontario的207PbP06Pb、207Pb/235U和206Pb/238U加权平均年龄分别为 1048.4±3.3 Ma(2σ,n=9)、1044.8±2.0Ma(2σ,n=9)和 1043.1±2.8 Ma(2σ,n=9);获得榍石T3的207Pb/206Pb、207Pb/235U和206Pb/38U加权平均年龄分别为1096.6±2.1 Ma(2σ,n=9)、1097.1±3.6Ma(2σ,n=9),和 1096.7±5.5Ma(2σ,n=9);获得榍石 Pakistan 的 U-Pb 谐和年龄为 20.77±0.05 Ma(2σ,n=10),206Pb/238U加权平均年龄为20.79±0.08Ma(2σ,n=10)。激光原位Sm-Nd同位素分析结果表明,榍石BLR-1、OLT1、Ontario、MKED1和T3的Sm-Nd同位素组成在空间上极为均匀,是理想的原位微区Sm-Nd同位素分析标准物质。本文采用ID-MC-ICP-MS技术标定其Sm-Nd同位素比值,获得 BLR-1 的 147Sm/144Nd 和 143Nd/144Nd 比值分别为 0.1921 和 0.512815±0.000004(2σ,n=1);Ontario 的 147Sm/144Nd 和 143Nd/144Nd 比值分别为 0.1928± 0.0011(2SD,n=4)和 0.512833± 0.000008(2SD,n=4);获得 T3 的147Sm/144Nd 和143Nd/144Nd 比值分别为 0.1958±0.0009(2SD,n=4)和 0.512611±0.000012(2SD,n=4)。因榍石OLT1数量有限,未使用溶液方法对其标定,采用LA-MC-ICP-MS方法长期反复对OLT1进行测试,获得其147Sm/144Nd和143Nd/144Nd 比值分别为 0.1237±0.0020(2SD,n=184)和 0.512214±0.000041(2SD,n=184)。采用建立的方法和研发的标准物质对三江地区富碱侵入岩(桃花、宁蒗-永胜、哈播、铜厂、十里村)中榍石微量元素、U-Pb年龄和Sm-Nd同位素进行了激光原位测定。测试结果表明三江富碱岩石中榍石微量元素具有典型岩浆榍石的特征。采用LA-ICP-MS方法获得石鼓黑云二长斑岩、宁蒗-永胜黑云二长斑岩、哈播黑云角闪正长岩、铜厂正长斑岩和十里村角闪正长斑岩中的岩浆榍石U-Pb年龄分别为 37.9±2.4Ma(2σ,n=21)、32.5±0.6Ma(2σ,n=40)、35.5±0.4Ma(2σσ,n=33)、33.7± 0.7Ma(2σ,n=19)和 35.6±1.5 Ma(2σ,n=42),与前人获得的锆石年龄一致,表明榍石的结晶年龄可以代表富碱侵入岩的侵位时代。此外,利用榍石Zr饱和温度计计算了榍石的结晶温度,限定了富碱岩浆发生分离结晶时的温度在667～846℃之间。本文采用LA-MC-ICP-MS方法获得富碱岩体中榍石的εNd(t)在-6.8～-2.1之间,和全岩的Nd同位素特征基本一致,表明这些富碱岩石具有相似的岩浆来源,结合前人的全岩Sr、Pb同位素和锆石Hf同位素,表明这些富碱岩石是由富集地幔部分熔融形成的岩浆发生分离结晶作用的产物,同时同化混染少量的地壳物质,形成于印度-亚洲大陆板块碰撞、岩石圈大幅度缩短增厚的构造背景。铜厂岩体的εNd(t)明显低于其他富碱岩体,表明铜厂正长斑岩的岩浆源区更为富集,或岩浆同化混染过程中有更多壳源物质加入。就本文的三江地区新生代富碱岩石而言,榍石U-Pb年龄可以代表岩体的侵位时代,其Sm-Nd同位素与全岩Sm-Nd同位素组成基本一致,代表了岩浆结晶时的Nd同位素组成。因此通过对榍石进行激光原位分析,可以在矿物颗粒尺度上同时获取化学组成、年代学和同位素组成等重要地质信息,为矿物和岩石的成因演化提供重要参数。