传统Rb-Sr同位素定年采用的是Rb和Sr化学分离并分别进行热电离质谱（TIMS）测定的方式，其前提条件是样品形成时初始Sr同位素均一，具有变化范围较大的Rb/Sr比值，且Rb-Sr同位素体系在后期地质事件中保持封闭。但成矿过程为开放体系，往往存在多期流体活动和复杂的水/岩相互作用，成矿期后的流体、构造和岩浆等活动可能改变原来的矿物成分并导致同一矿物的多期生长，因此，从金属矿床中采集的样品进行全岩分析很难满足Rb-Sr等时线定年的基本前提条件。随着分析技术的发展，激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）联用的矿物原位微区分析方法问世后，不仅可以对单个矿物颗粒，还能对矿物颗粒内部不同部位进行元素和同位素分析，从而更好地揭示矿物的多期次生长过程。 

然而，建立激光原位微区Rb-Sr等时线定年面临着难题。自然界中，Sr有四个同位素（⁸⁴Sr、⁸⁶Sr、⁸⁷Sr 和 ⁸⁸Sr），其中⁸⁷Sr中有一部分是⁸⁷Rb通过β衰变而来，因此在进行Rb-Sr等时线定年时，同质异位素⁸⁷Rb⁺信号会干扰⁸⁷Sr⁺信号的检测。三重四极杆等离子体质谱仪（ICP-MS/MS）的出现有效地解决了这一问题。如图1所示，元素Sr的不同同位素与SF₆混合气体发生反应生成ⁿSr¹⁹F⁺ (n=84, 86, 87和88)，而⁸⁷Rb⁺与SF₆不发生反应，从而实现⁸⁷Rb⁺对⁸⁷Sr⁺干扰的去除。 

图1 ICP-MS/MS工作原理图（以Rb-Sr同位素为例）

但是，与其他激光原位微区副矿物定年的方法一样，LA-ICP-MS/MS Rb-Sr等时线定年依赖于基体匹配的标准物质，用于同位素分馏以及元素分馏的校正。然而，当前天然云母标准物质稀缺，仅有报道的Mica-Mg纳米金云母粉末压饼。因此，在LA-ICP-MS/MS云母 Rb-Sr等时线定年的过程中，使用不同基体的标准玻璃作为外部标准物质进行元素分馏校正能否有效，是否需要采用基体匹配的天然云母作为外部标准物质进一步校正基体效应，仍缺乏系统的研究，尤其是国内还没有该方面的详细研究工作报道。 

针对这一问题，中国科学院地质与地球物理研究所科技平台多接收-电感耦合等离子体质谱实验室团队黄超高级工程师和王浩副研究员及其合作者，利用ICP-MS/MS与193nm激光剥蚀系统联用在国内率先建立了完整的云母激光原位微区Rb-Sr等时线定年分析方法、数据处理流程以及校正策略，并系统地分析影响定年准确度的因素，尤其是基体效应问题。据此，提出将ZBH-25黑云母作为基体匹配的第二标准物质，对未知云母样品进行两步法校正，来校正标准玻璃与天然云母样品间的基体效应，提高云母激光原位微区Rb-Sr等时线定年的准确度，为我国在该方面研究提供了重要的分析平台。 

本研究利用建立的激光原位微区Rb-Sr等时线定年方法对一个已知Rb-Sr等时线年龄的天然黑云母GA-1550（98.7 ± 1.9 Ma）进行了LA-ICP-MS/MS Rb-Sr等时线定年分析（图2）。 

图2 GA-1550黑云母激光原位微区Rb-Sr同位素等时线年龄。(a)一步校正法结果(NIST SRM 610标准玻璃)；(b) 两步校正法结果(NIST SRM 610标准玻璃+ZBH-25黑云母) 

经NIST SRM 610外部校正获得的GA-1550激光原位微区Rb-Sr等时线年龄为100.62 ± 7.16 Ma（图2a），尽管该年龄值在误差范围内与其TIMS Rb-Sr等时线年龄值（98.7 ± 1.9 Ma）一致，但准确度仅为2%（RSD）。随后，采用两部校正法对GA-1550年龄数据进行校正，获得的Rb-Sr等时线年龄为98.44 ± 8.17 Ma（图2b），该结果与其TIMS Rb-Sr等时线年龄值（98.7 ± 1.9 Ma）一致，准确度达到了0.3%（RSD）。 

随后对产自西藏吉隆地区的钠长花岗岩样品21JL18-2进行了激光原位微区Rb-Sr等时线年龄分析。结果显示仅依赖NIST SRM 610玻璃的一步校正法的结果明显偏离了该样品的Th-Pb年龄值（图3a），而经过两步校正法的结果与Th-Pb年龄值（18.3 ± 0.2 Ma）在误差范围内一致（图3b）。 

图3 21JL18-2天然样品的激光原位微区Rb-Sr同位素等时线年龄。(a)一步校正法结果(NIST SRM 610标准玻璃)；(b)两步校正法结果(NIST SRM 610标准玻璃+ZBH-25黑云母)

本研究还对产自北京房山岩体斑状花岗闪长岩样品薄片07FS12进行了激光原位微区Rb-Sr等时线年龄测定（图4），结果显示一步校正法的年龄结果偏离其锆石SIMS ²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄(130±1 Ma)约23%(RSD)，而两步校正法的结果与其锆石SIMS ²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄在误差范围内完全一致，分析准确度达到了0.22% (RSD)。 

图4 07FS12天然样品的激光原位微区Rb-Sr同位素等时线年龄。(a)一步校正法结果(NIST SRM 610标准玻璃)；(b) 两步校正法结果(NIST SRM 610标准玻璃+ZBH-25黑云母) 

综合以上分析结果可知，在进行LA-ICP-MS/MS原位微区云母Rb-Sr等时线定年过程中，采用K-Ar法定年国家一级标准物质ZBH-25黑云母作为第二标准物质，并实施两步校正法，可以有效地校正NIST SRM 610标准玻璃与天然云母样品之间的基体效应。该方法能够提高定年的准确度，从而获得可靠的云母Rb-Sr等时线年龄信息。 

研究成果发表于《中国科学: 地球科学》（黄超^*, 王浩, 师文贝, 孙金凤, 胡方泱, 许蕾, 杨岳衡, 吴石头, 谢烈文, 杨进辉. 云母Rb-Sr等时线年龄原位微区LA-ICP-MS/MS测定[J]. 中国科学: 地球科学, 2023. DOI: 10.1360/SSTe-2022-0413）。本研究受国家自然科学基金项目（批准号: 42173035）和中国科学院“关键技术人才”项目共同资助。