新生代透长石SK01作为 sup 39 _sup Ar- sup 40 _sup Ar法定年标准物质的均匀性检验_李洁.pdf

2013 年 4 月 April 2013 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 32，No． 2 213 ～220 收稿日期 2012 －08 －31; 接受日期 2012 －10 －12 项目基金 科技基础性工作专项项目 2008FY130200 ; 地质矿产调查评价项目 1212011120294， 1212010816039 作者简介 李洁， 在读硕士研究生， 地球化学专业。E- mail huaer3312 sina． com。 通讯作者 陈文， 研究员， 博士生导师， 研究方向为同位素地质年代学。E- mail chenwenf vip． sina． com。 文章编号 02545357 2013 02021308 新生代透长石 SK01 作为39Ar － 40 Ar法定年标准物质的均匀性检验 李洁1， 2，陈文1*，刘新宇1，张彦1，陈岳龙2，杨莉1 1． 大陆构造与动力学国家重点实验室， 同位素热年代学实验室， 中国地质科学院地质研究所， 北京100037; 2． 中国地质大学 北京 ，北京100083 摘要 39Ar －40Ar法定年分析过程中， 对标准物质的需求有两个特点， 一是 需要将被测样品和年龄已知的标准样品同时放在核反应堆中进行快中子 照射， 标准样品的年龄直接参与被测样品年龄的计算; 二是标准样品作为 39Ar －40Ar法定年中的标尺， 要求其年龄和被测样品年龄不宜相差太远， 因 此需要研制具有不同年龄值的标准物质用于分析不同时代地质样品。本 文在研制新生代地质样品39Ar － 40Ar定年标准物质过程中， 通过综合研究， 选定了可可西里风火山超浅成石英斑岩中的透长石 SK01 作为候选标准 矿物， 按照规定对其39Ar － 40Ar年龄值 特性量值 进行均匀性检验。统计 结果显示， 特性量值的 F 值为0． 857， 小于 F 临界值2． 08， 相对标准偏差为 0． 66， 远小于规定的 5范围， 证明本批样品的均匀性良好， 符合国家一级标准物质技术规范 JJG 1006 94 要求。模拟运输过程进行颠震试验， 试验结果 F 值为 0． 00697， 远小于 F 临界值 6． 59， 其相对标准偏差 为 0． 58， 远小于规定的 5范围， 证明样品在运输过程中颠震对其均匀性无影响。最小取样量试验表明， 在目前的实验条件水平下， 为保证标准物质作为准确的年龄标尺的作用， 透长石 SK01 的39Ar － 40Ar年龄标准 物质最小取样量为 5 mg。综合检验结果表明， 本批所选的新生代透长石 SK01 样品的均匀性良好， 可以用于 39Ar －40Ar年龄标准物质的定值分析。 关键词 新生代透长石 SK01; 39Ar －40Ar同位素定年; 标准物质; 均匀性检验 中图分类号 P619． 235; TQ421． 31文献标识码 A 根据国际标准化组织 ISO/REMCO 的定义 标 准物质是具有一种或多种足够均匀和很好确定了特 定值， 用以校准设备、 评价测量方法或给材料赋值的 材料或物质 ［1 －2 ］。标准物质作用如一把尺子［3 ］ ， 而 地质标准物质作为地质分析的计量标准， 在分析质 量监控、 分析仪器校准、 分析方法评价和仲裁分析中 频繁使用， 发挥着不可替代的重要作用， 成为地质分 析质量保证体系的重要组成部分 ［4 ］。 39Ar －40Ar同位素定年方法的发展历史已逾 50 年， 因其具有测年对象广 理论上所有含钾岩石、 矿 物和包裹体均可用于39Ar － 40Ar法定年分析 、 年龄 测定范围宽 从千年到四十亿年 、 封闭温度覆盖区 间大等特点， 目前已经成为造山带年代学、 区域地质 年代学、 矿床年代学和年轻地质体系年代学研究最 重要的方法 ［5 ］。在诸多同位素定年技术中， 唯有 39Ar －40Ar 法定年对标准物质年龄的依赖性最为显 著 ［6 ］。39Ar －40Ar法定年分析过程中， 标准物质同时 与被测样品放在核反应堆中进行快中子照射， 其年 龄直接参与了被测样品年龄的计算。标准样品作为 39Ar －40Ar法定年中的标尺， 其年龄和被测样品年龄 不宜相差太远， 因此， 需要研制具有不同年龄值的标 准物质用于分析不同时代地质样品。 国外氩 － 氩同位素定年方法几十年来积累了以 角闪石和黑云母为主， 时代覆盖了元古代、 古生代、 312 ChaoXing 中生代和新生代的标准物质。自 20 世纪 80 年代我 国学者研制氩同位素定年标准物质以来， 已拥有早 元古代和中生代氩同位素定年标准物质各一个， 目 前国内缺少用于分析古生代和新生代地质样品的氩 同位素定年标准物质。新生代透长石 SK01 作为 39Ar －40Ar法候选年龄标准物质能够较好地填补我 国缺少新生代地质样品氩同位素定年标准物质的 空缺。 标准物质的最基本属性是其均匀性。随着现代 分析技术精度、 准确度的提高和取样量的减少， 对标 准物质均匀性的要求越来越高。因此标准物质的均 匀性检验不仅是标准物质研制过程中必不可少的步 骤， 更是一项重要的研究内容 ［7 ］。目前我国用于氩 同位 素 定 年 的 标 准 物 质 有 BSP － 1 角 闪 石 和 ZBH －25黑云母， 年龄均为 K － Ar 年龄。运用 K － Ar法测定含 K 矿物的年龄时必须分别测量 K 和 放射性成因40Ar 40Ar* 的量， 因此要求在一个样品 中 K 和 Ar 分布是均一的。故两者在进行均匀性检 验时， 针对 K － Ar 法年龄值依赖于 K 和40Ar*含量 均一的特点， 选择均匀性检验的特性量值为 K 和 40Ar* 含量。39Ar － 40Ar法定年避开了 K 和 Ar 在样 品中的不均匀分布所产生的问题， K 和40Ar*均在同 一个样品上测得， 其年龄结果的均匀性代表了样品 的均匀性。本次对新生代透长石 SK01 进行均匀性 检验， 针对39Ar － 40Ar法测年的特点， 首次选用样品 年龄值作为特性量值进行均匀性检验。 1 39Ar －40Ar同位素定年基本原理 39Ar －40Ar定年方法是在 K － Ar 定年方法基础 上发展起来的， 克服了传统 K － Ar 法的局限性， 其 优势在于 K 和40Ar*均在同一个样品上测得且只需 测定氩的同位素比值， 因此， 不用考虑样品的不均匀 性问题以及无需测量 K 和 Ar 的绝对浓度。 39Ar －40Ar法定年是以含 K 的地质样品在核反 应堆中被快中子照射而形成39Ar 为基础。所期望的 反应为 ［8 －9 ］ 39 19K n， p 39 18Ar 1 39Ar 是不稳定的， 因为其衰变速率较慢， 可视 39Ar在短期分析内是稳定的。早在 1959 年 Knig 和 Wnke［10 ］就运用计数技术确定了上述反应 1 所产 生的39Ar 量， 1966 年 Merrihue［11 ］则提出40Ar*/ 39 Ar 的比值可以由质谱分析测得。随后， Merrihue 与 Turner［12 ］对测定过程进行了描述， 并报道了一些石 陨石的年龄值， 这些年龄与运用传统 K － Ar 法在相 同陨石上测得的结果具有较好的一致性。此后， Dalrymple 和 Lanphere ［ 13 －14 ］、 McDougall［ 15 ］、 Dallmeyer［ 16 ］ 又对39Ar － 40Ar法定年的原理和技术进行了改进和 详细描述。 当含 K 矿物在核反应堆中用快中子照射时， 利 用 Mitchell［17 ］公式， 样品通过中子照射所形成的39Ar 的原子数为 39Ar 39KΔT∫ φ ε σ ε dε 2 其中， 39 K 为被照射样品中该同位素的原子数， ΔT 为照射持续时间， φ ε 代表能级为 ε 时的中子 通量， σ ε 代表39K 对具有 ε 能量的中子的俘获截 面， 该积分的积分区间是中子的整个能谱。自样品 形成以来， 由于40K 的衰变， 样品中现有的放射性成 因40Ar 的原子数为 40Ar* λe λ 40K e λt － 1 3 其中， λe为40K 的电子俘获衰变常数， λ 为40K 的 总衰变常数。 将两式 2 和 3 进行相除并整理得到 39Ar 40Ar* e λt －1 39K 40K λ λe ΔT∫φ ε σ ε dε 4 定义参数 J， 使得 J 39K 40K λ λeΔT∫ φ ε σ ε dε 5 将公式 5 代入公式 4 ， 得到年龄计算方程 t 1 λ ln J 40Ar* 39Ar 1 6 其中， 40Ar* /39Ar 为测量到的比值。 39Ar －40Ar法定年分析过程中， 需要将被测样品 和年龄已知的标准样品同时放在核反应堆中进行快 中子照射， 标准样品的年龄直接参与被测样品年龄 的计算， 即公式 6 中的 J 值。标准物质不仅是获 得39Ar － 40Ar同位素年龄所必不可缺少的， 也是影响 39Ar －40Ar同位素年龄数据质量的主要因素。 2 39Ar －40Ar同位素定年标准物质研制现状 国外从氩同位素定年方法诞生之日起就开始了 标准物质的研究工作， 几十年来积累了一大批标准 物质， 这些氩同位素定年标准物质以角闪石和黑云 母为主， 年龄从 1072 ～ 17． 2 Ma， 时代覆盖了元古 代、 古生代、 中生代和新生代 ［18 ］。 20 世纪 80 年代以来， 我国学者在氩同位素定 年标准物质研制方面也做了许多尝试性工作， 先后 412 第 2 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 开发了 BSP －1 角闪石和 ZBH －25 黑云母， 分别作 为不同时代地质样品 K － Ar 法和39Ar － 40Ar法定年 的参考标准物质。BSP － 1 角闪石 ［6 ］选自我国吉林 省桦甸县老牛沟的角闪石岩， 其推荐标准年龄值为 2060 8 Ma， 由于年龄值较大， 只适合于做老于 10 亿年的地质样品氩同位素定年分析时使用。 ZBH － 25 黑云母 ［19 －20 ］选自北京房山花岗闪长岩 体， 推荐年龄为 132． 7 1． 2 Ma， 作为国家一级标 准物质， 可用于中生代地质样品氩同位素定年。国 内目前缺少古生代和新生代地质样品氩同位素定年 的标准物质。 3新生代 39Ar －40Ar同位素定年候选标准 样品源选定 在前期收集、 分析研究国内大量新生代地质样 品测试数据后， 初选了 3 个候选标准样品源 藏北鱼 鳞山新生代火山岩中的透长石、 藏南普兰县马攸木 花岗闪长斑岩中的黑云母、 可可西里风火山超浅成 石英斑岩中的透长石。3 处候选矿物均表现出纯度 高、 化学元素分布均匀性良好、 39Ar －40Ar年龄适合、 氩同位素体系单一和 39Ar －40Ar年龄均一的特点。 综合各方面因素考虑， 最终确定可可西里风火山超 浅成石英斑岩中的透长石 SK01 为标准物质样 品源 ［21 ］。 透长石 SK01 采选自可可西里风火山西侧 50 km 地区的石英斑岩体， 其地理坐标为北纬 3458， 东经 9236， 海拔 4870 m。本采样点的样品年代受 到该地区的地层控制， 石英斑岩侵入于雅西错群沉 积地层， 被五道梁群湖相沉积地层角度不整合， 因此 晚期岩浆锆石的结晶年龄 27． 6 0． 5 Ma［22 －23 ］早 于五道梁群湖相沉积时代、 晚于雅西错群地层沉积 时代， 与磁性地层年龄基本符合， 指示中新世早期古 大湖与五道梁群湖相沉积形成时代晚于 27． 6 0． 5 Ma。这个年龄数据与本次研究所需的新生代 样品要求吻合。 从岩石中选出的透长石单矿物超过 1500 g 图 1 。实体显微镜下观察表明， 矿物多数为自型 晶， 透明度良好。粉晶 X 射线衍射分析表明， 所选 取的矿物样品中透长石占 99 以上， 均为高温透长 石， 形成温度在 801 ～ 880℃ 之间。另有少于 1 的 钠长石。透长石 SK01 纯度高， 化学元素分布均匀 性良好， 39Ar －40Ar年龄合适， 氩同位素体系单一， 39Ar －40Ar年龄均一， 是用于研制新生代氩同位素年 龄标准物质的理想侯选矿物。 4透长石 SK01 的 39Ar －40Ar同位素定年 均匀性检验 标准物质是以特性量值的稳定性、 均匀性和准 确性为其主要特征的。标准物质均匀性是标准物质 最基本的属性， 它是用来描述标准物质特性空间分 布特征的 ［24 ］。如果用试验的方法未检出其特性量 值在各部分分布有显著性差异， 就认为标准样品是 均匀的。均匀性是标准样品的一个重要特性指标， 它直接影响到量值的准确度和不确定度 ［25 ］。随着 现代分析技术精度、 准确度的提高和取样量的减少， 对标准物质均匀性的要求越来越高。因此标准物质 的均匀性检验不仅是标准物质研制过程中必不可少 的步骤， 更是一项重要的研究内容。本次对新生代 透长石 SK01 的均匀性检验包括抽取单元数、 均匀 性检验、 颠震试验和最小取样量测定等步骤。 4． 1抽取单元数 物质的均匀性是个相对的概念。当取样量很少 时， 物质的特性量可能呈现不均匀， 当取样量足够多 时， 物质的均匀程度能够达到预期要求， 就可认为是 均匀的。所以当进行均匀性检验时， 应该确定最小 取样量。按照国家一级标准物质技术规范 JJG 100694 的规定 ［26 ］， 总体单元数小于 500， 实际抽 取单元数为 10。本次选出的透长石 SK01 矿物样品 分装成最小包装为 5 g， 总体单元数 200 个， 在样品 加工完成并分装装瓶后， 随机抽取 10 瓶试样作为组 间样品。 4． 2分析测试方法 由于均匀性针对的是样品特性量值的检验， 所 以针对不同的样品选择所需要检验的特性量值就格 外重要。杨卓孚 ［27 ］在讨论地质标准物质均匀性检 验时， 也提出应选择有代表性的项目进行均匀性 检验。 王松山等 ［6 ］和桑海清等［19 ］在研制标准物质 BSP －1 角闪石和 ZBH － 25 黑云母时， 针对 K － Ar 年龄值依赖于同一样品中 K 和40Ar*含量均一的特 点， 均匀性检验的特性量值选择 K 和40Ar*含量。 39Ar －40Ar法定年避开了 K 和 Ar 在样品中不均 匀分布所产生的问题， K 和40Ar*均在同一个样品上 测得， 由年龄计算公式 5 、 6 可知， 39Ar －40Ar法 定年的年龄值只与 J 值和氩同位素比值 40 Ar*/ 39Ar 有关， 年龄结果的均匀性能够代表样品的均匀 性。在本次的均匀性检验中， 针对39Ar － 40Ar法定年 的特点， 首次选用样品的年龄值作为特性量值进行 均匀性检验。采用稳定的、 高精密度、 可靠的同位素 512 第 2 期李洁， 等 新生代透长石 SK01 作为39Ar － 40Ar法定年标准物质的均匀性检验 第 32 卷 ChaoXing 图 1透长石 SK01 野外采样及矿物图 Fig． 1Sampling and mineral photographs of sanidine SK01 a 透长石 SK01 采样点出露岩石图; b SK01 岩石手标本; c 透长石斑晶镜下图; d SK01 透长石矿物图。 质谱法进行均匀性检验， 使用的分析仪器是五接收 器稀有气体同位素磁质谱仪。 首先， 每个样品称取约 15 mg 平行双份， 用铝箔 包装成小圆饼状和标准样间隔排列装进一大长圆柱 状铝箔管内， 然后将样品管封进石英瓶中， 置于铝罐 内， 外部由 0． 5 mm 厚的镉皮包裹， 以屏蔽热中子， 减少同位素干扰核反应。照射工作是在中国原子能 科学研究院的 “游泳池堆” 中进行的， 使用 H4 孔道， 中子流密度约为 2． 60 1013n/ cm2s 。照射过 程中样品管保持转动 转速2 r/min ， 以保证快中子 均匀打击样品。照射总时间约为 1440 min， 积分中 子通量为 2． 25 1018n/cm2; 同期接受中子照射的 还有用作监控样的标准样品 ①ZBH －25 黑云母国 内氩年龄标准样品， 其标准年龄为 132． 7 1． 2 Ma， K 含量为 7． 6。②Bern 4M 白云母国际氩年 龄标准样品， 该标准样采自瑞士 Brione 地区的片麻 岩 ［28 ］， 是国际上较为年轻的标准样品之一， 标准年 龄为 18． 6 0． 2 Ma， 其 K 含量为 8． 7。 样品的全熔加热使用石墨炉， 在 1400℃温度下 保持10 min， 净化30 min。质谱分析是在多接收器稀 有气体质谱仪 Helix MC 上进行的， 每个峰值均采集 20 组数据。所有的数据在回归到时间零点值后再进 行质量歧视校正、 大气氩校正、 空白校正和干扰元素 同位素校正。中子照射过程中所产生的干扰同位素 校正系数通过分析照射过的 K2SO4和 CaF2来获得， 其 值为 36 Ar/37Aro Ca 0． 0002389， 40 Ar/39Ar K 0．004782， 39Ar/37Ar oCa0．000806。 37Ar 经过放射性 衰变校正; 40K 的衰变常数 λ 5．543 10－10 /年; 年龄 误差以1σ 给出。详细实验流程见有关文献 ［ 29 －32 ］。 4． 3均匀性检验 对 10 个透长石 SK01 样品进行39Ar － 40Ar年龄 均匀性检验测试， 每个样本平行测定 2 次， 20 组数 据列于表 1。透长石 SK01 的39Ar － 40Ar年龄数据集 中分布在 27 Ma 左右， 最大值为 27． 93 Ma， 最小值 为 27． 22 Ma， 20 组39Ar － 40Ar年龄值的相对标准偏 差为 0． 66， 小于 1， 初步认为年龄值是均匀的。 612 第 2 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 表 1透长石 SK01 样品39Ar －40 Ar年龄均匀性检验分析数据 Table 1 39Ar-40Ar age analytical data of sanidine SK01 for homogeneity test 样品编号 样品量 m/mg 40Ar/39Ar m 36Ar/39Ar m 37Ar/39Ar m 38Ar/39Ar m 40Ar/ F n 39Ar / 10 －4mol 年龄/Ma 1σ SK01 － T101115． 02 2． 55020． 00150．00580．012883．022．117224．1827． 56 0．28 2． 37020． 00060．00520．012791．802．176023．2527． 22 0．38 SK01 － T101215． 15 2． 46560． 00110．00500．012786．522．133327．8427． 74 0．28 2． 35300． 00040．00350．012694．272．218327．6627． 75 0．28 SK01 － T101315． 01 2． 50440． 00120．00540．012885．512．141527．4127． 83 0．28 2． 30000． 00030．00310．012795．722．201728．4327． 55 0．27 SK01 － T101415． 25 2． 37900． 00080．00540．012789．952．140027．5327． 79 0．28 2． 32160． 00030．00350．012695．402．214827．0427． 71 0．31 SK01 － T101515． 01 2． 63060． 00170．00480．012981．052．132227．3327． 67 0．28 2． 34660． 00050．00480．012793．522．194527．0627． 45 0．28 SK01 － T101615． 28 2． 63150． 00160．00510．012981．832．153327．5127． 78 0．28 2． 63670． 00170．01110．013081．102．138327．3927． 45 0．49 SK01 － T101715． 57 2． 53650． 00120．00460．012885．812．176527．6327． 91 0．28 2． 31650． 00040．00310．012695．092．202727．5527． 56 0．28 SK01 － T101815． 08 2． 65630． 00160．00510．012982．382．188222．6827． 89 0．28 2． 60320． 00170．00490．012681．142．155322．3527． 47 0．29 SK01 － T101915． 16 2． 74730． 00180．00560．013080．302．206122．1727． 93 0．28 2． 71980． 00180．00550．012979．492．184022．0427． 65 0．28 SK01 － T102015． 08 2． 60970． 00140．00520．012984．352．201324．1027． 69 0．28 2． 59670． 001390．00510．012884．032．190223．8727． 55 0．28 注 表中物理量下标 m 代表样品测定的同位素比值; F * 40Ar/39Ar; σ 代表年龄的分析误差精度。以下各表同。 为了进一步验证透长石 SK01 均匀性检测数据 的可靠性， 对其 39Ar －40Ar年龄进行统计学方法检 验。根据全国标准物质管理委员会 ［33 ］ 2011 推荐 公式 设 x ∑ m i 1 xi m ， N ∑ m i 1 ni 则组间差方和 Q1∑ m i 1 nixi － x 2 7 组内差方和 Q2∑ m i 1 ∑ ni j 1 xij－ xi 2 8 记 ν1 m － 1 组间自由度 ; ν2 N － m 组 内自由度 ， 则有 s2 1 Q1 ν1 9 s2 2 Q2 ν2 10 作统计量 F， F s2 1 s2 2 11 在本次检验中， n 2， m 20， 带入公式 7 至 11 之后得结果列于表 2。统计结果显示， F 0． 857， 小于临界值 F0． 05 19， 20 2． 08。此外， 数据的 相对标准偏差为 0． 66， 小于规定的 5 范围 ［34 ］， 证明本批样品的均匀性良好， 符合国家一级标准物 质技术规范 JJG 100694 要求。 表 2透长石 SK01 样品39Ar －40 Ar年龄均匀性检验结果 Table 2Statistics of examination results of 39Ar-40Ar age for sanidine SK01 by homogeneity test 统计参数数值统计参数数值 测定次数 n20 极差0．71 最小值 Ma27．22组内平方和 s22 0．3774 最大值 Ma27．93组间平方和 s12 0．3406 组间平均值 Ma27．66F0． 05 19， 20计算值 0． 857 标准偏差0．18 F0． 05 19， 20临界值2．08 相对标准偏差/0．66 4． 4颠震试验 氩同位素定年标准物质最终要面向各有关测试 单位公开发行， 在运输过程中样品不可避免受到颠 震。为检验运输过程中颠振作用是否影响其均匀 性， 做如下模拟试验 从分装成最小包装的样品瓶中 随机抽取一瓶， 乘野外工作之机将样品放在越野车 上， 分别在新疆境内一、 二、 三级公路上及东天山矿 区行驶 10 天以上 超过 2000 km 。取回后平行取 样 2 个， 同时在实验室贮存的相同样品中平行取样 2 个， 用 39Ar －40Ar 同位素定年法测定其特性量 712 第 2 期李洁， 等 新生代透长石 SK01 作为39Ar － 40Ar法定年标准物质的均匀性检验 第 32 卷 ChaoXing 值 39Ar － 40Ar年龄 表 3 。对年龄数据进行单 因素方差分析 F 检验 表 4 ， 其结果是特性量的 F 值为 0． 00697， 远小于 F 临界值 6． 59 。证明样品 在运输过程中， 颠震对其均匀性无影响。 表 3透长石 SK01 样品颠震试验39Ar －40 Ar测年结果 Table 3 39Ar-40Ar ageanalytical data of sanidine SK01 for flutter test 样品类型 40Ar/39Ar m 36Ar/39Ar m 37Ar/39Ar m 38Ar/39Ar m 40Ar/ F年龄/Ma 1σ 未颠震样品 2．63150． 00160．00510．012981． 832．153327．78 0． 28 2．63670． 00170．01110．013081． 102．138327．45 0． 49 颠震样品 2．30360． 00050．00270．012693． 082．144327．53 0． 29 2．37670． 00070．00510．012890． 912．160727．74 0． 29 表 4透长石 SK01 样品39Ar －40 Ar年龄颠震试验检验结果 Table 4Statistics results of sanidine SK01 39Ar-40 Ar age for flutter test 统计参数数值统计参数数值 测定次数 n4 极差0． 33 最小值 Ma27． 45 组内平方和0．0765 最大值 Ma27． 78 组间平方和0．0004 组间平均值 Ma27． 63F0． 05 3， 4计算值 0．00697 标准偏差0． 16 F0． 05 3， 4临界值6． 59 相对标准偏差/0．58 4． 5样品最小取样量试验 按照国际标准化组织 ISO 有关指南的规定， 研制标准物质的一个重要步骤是样品加工后的样品 均匀性检验， 而均匀性检验的一项重要任务是同时 确定最小取样量 。“最小取样量” 实际上是指“保证 样品足够均匀的最小取样量” 的简称， 是标准物质 的一个重要特性指标 ［35 ］。根据国家一级标准物质 技术规范要求， 标准物质均匀性检验应与例行分析 的取样量相适应， 即均匀性检验的实际取样量不得 大于例行分析的实际取样量。 本研究是从透长石 SK01 标准物质中随机抽取 样品， 称量不同重量的样品进行39Ar － 40Ar法同位素 年龄测定， 表 5 结果表明 ［36 ］， 在取样量大于 5 mg 时， 各样品39Ar － 40Ar年龄没有显著区别， 样品的均 匀性良好。当取样量小到 2 mg 后， 样品的年龄值出 现明显的异常， 此时虽然不能断定年龄值的异常究 竟是样品的不均匀造成的， 还是由仪器灵敏度、 准确 度、 系统空白水平、 核反应堆中子流均匀性、 称样天 平灵敏度等影响造成的， 但可以认定在本实验室目 前的实验条件水平下， 为保证标准物质起到准确的 年龄标尺的作用， 透长石 SK01 氩年龄标准物质最 小取样量为 5 mg。 5结语 氩同位素定年分析过程中对标准物质具有很大 的依赖性， 需要研制具有不同年龄值的标准物质用 于分析不同时代地质样品。目前我国缺少古生代和 新生代地质样品氩同位素定年的标准物质。本文在 研制新生代地质样品39Ar － 40Ar定年标准物质过程 中， 通过综合研究， 选定了可可西里风火山超浅成石 英斑岩中的透长石 SK01 作为候选标准矿物并对其 进行均匀性检验。考虑到39Ar － 40Ar法定年的特点， 在讨论透长石 SK01 均匀性时， 直接选择样品的 39Ar －40Ar年龄值作为特性量值进行研究。对 SK01 样品特性量值进行均匀性检验， 结果显示本批样品 的均匀性良好; 通过模拟运输过程进行颠震试验， 结 果证明样品在运输过程中， 颠震对其均匀性无影响; 表 5透长石 SK01 样品最小取样量试验结果 Table 5Test results of sanidine SK01 in the smallest weight allowed 样品编号m/mg 40Ar/39Ar m 36Ar/39Ar m 37Ar/39Ar m 38Ar/39Ar m 40Ar/ F n 39Ar / 10 －4 mol 年龄/Ma 1σ SK01 －1007 － T12030．512．43050．00030．00310．012695．982．332819．9827．85 0． 28 SK01 －1007 － T11517．022．42530．00040．00430． 012794．682．296311．1527．42 0． 28 SK01 －1007 － T10013．272．37160．00030．00410． 012696．142．28008．6927．23 0． 28 SK01 －1007 － T10511．452．35510．00020．00150． 012597．512．29647．5027．42 0． 29 SK01 －1007 － T1505． 563．02480．00250．00340． 013175．742．29104．3327．36 0． 46 SK01 －2 － T902． 231．70940．00070．05890． 012488．011．50452．5226．72 0． 31 SK01 －2 － T1401． 052．81770．00390．12880． 012958．781．65631．2729．40 0． 97 812 第 2 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 最小取样量试验表明， 在本实验室目前的实验条件 水平下， 为保证标准物质起到准确的年龄标尺的作 用， 透长石 SK01 的39Ar － 40Ar年龄标准物质最小取 样量为 5 mg。研究显示， 本批所选的透长石 SK01 样品可以用于39Ar － 40Ar年龄标准物质的定值分析。 致谢 野外工作得到了陈克龙、 赵战峰的帮助， 39Ar －40Ar测年实验是在中国地质科学院地质研究 所同位素热年代学实验室进行， 元素含量分析得到 国家地质实验测试中心的支持， 中国地质科学院吴 珍汉研究员为本次研究提供样品源信息及锆石 U － Pb测年资料， 李林庆高级工程师协助分选出高 纯矿物样品， 李安、 纪宏伟、 姚振东等先后参与样品 处理工作， 李博凡参与样品分装工作。在此向以上 个人和单位表示衷心的感谢 6参考文献 ［ 1］韩永志． 标准物质手册［ M］ ． 北京 中国计量出版社， 1998 1 －772． ［ 2］Peter J K， 王晓红． 地球化学与环境样品分析标准 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