矿物岩石地.pdf

研 究 成 果 矿物岩 石地球化 学通 报 Bu l l e t i n o f M i ne r a l o g y。 P e t r o l o g y a n d Ge o c h e mi s t r y Vo 1 ． 2 5 No ． 3。J u l y 2 0 0 6 中国 K Ar 法地质年龄标 准物质 Z B H一 1 5黑云母 的研 制 桑海清， 王 非， 贺怀宇， 王英兰 中国科学 院 地 质与地 球物 理研 究所 岩 石圈演化国家重点实验室 ， 北京 1 0 0 0 2 9 摘 要 为满足 K Ar 定年 中 K和 Ar 分析 的质量监控及 Ar - Ar定年 时 中子通 量监测 的 需要 ， 我 国氩 同位 素专家研 制 了一 种 K - Ar 法年龄标准物质 采 自北京房 山花 岗闪长岩体 的Z B H 一 1 5黑云母 。其 Ar ／ Ar 阶段加热实验结果表明 ， 年龄谱平 坦 ， 。 。 A r 析 出量 高达 9 8 ． 3 。坪年龄 为 1 3 2 ． 2 0 ． 2 Ma ， 总气体年 龄为 1 3 1 ． 3 0 ． 5 Ma ， 证 明该黑云 母结 晶 以后未 受过热 扰 动。 3 6 Ar ／ 。 A r - 。 。 Ar ／ Ar 反等 时线年龄为 1 3 2 ． 3 0 ． 8 Ma ， Ar ／ Ar 初 始值 为 2 9 3 ． 9 1 ． 4 ， 与大气氩丰度 比值 2 9 5 ． 5 0 ． 5 处于 同一范 围， 表 明该样 品不含过剩氩 。在 0 ． 0 5显著性水平 下经统计学检验， 证 明 K 和 Ar 的 F值 小于 F 临界值 ， 说 明该 样 品是均匀 的。国 内外 7个 实验 室参加 了K和 Ar 的定值分析 。用 同位 素稀释 法测定 Ar 含 量， 火焰光度法测定 K含量。 统计检验结果显示， K和 。 Ar 的全部定值数据服从正态分布并具等精度 。定值分 析结果 的认 定值及 不确定度分别 为 Ar 一 1 ． 8 1 4 士0 ． 0 1 4 1 0 ～ mo l ／ g， K一7 ． 5 9 0 ． 0 2 ， K Ar年 龄 t 一 1 3 2 ． 8 1 ． 3 Ma 2 a 。此 标 准 物 质 纯 度 为 9 8 ． 8 ， 粒 度 为 0 ． 1 5 ～O ． 2 5 mm， 重量为 2 0 7 0 g ， 缩分成 2 2 5瓶 ， 每瓶 9 ． 2 g 。可供 我国 K Ar 和 Ar - Ar 法 实验 室使用 4 3 a 。 关 键 词 Z BH一 1 5黑云 母 ； 标 准 物 质 ； 均 匀 性检 验 ； K 和 Ar 的定 值 分 析 ； 统 计 学 检 验 ； K Ar和 Ar _ Ar定 年 中图分类号 P 5 9 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 7 2 8 0 2 2 0 0 6 0 3 0 2 0 卜1 7 I nt e r c a l i br a t i o n o f t h e ZBH一 1 5 Bi o t i t e Re f e f e n c e M a t e r i a l Ut i l i z e d f or K Ar a nd 。 At - Ar I s o t o pi c Dat i ng i n Chi na SANG Ha i qi n g， W ANG Fe i ， HE H u a i yu， W ANG Yi n g l a n S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f Li t h s p h e r e Ev o l u t i o n ， I n s t i t u t e o f Ge o l o g y a n d Ge o p h y s i c s ， Ch i n e s e Ac a d e my o f Sc i e n c e s， Be i j i n g 1 0 0 0 2 9， C h i n a Ab s t r a c t ZBH一 1 5 b i o t i t e h a s b e e n s u c c e s s f u l l y s t u d i e d f o r K Ar a n d ”Ar _ 。 Ar d a t i n g p u r p o s e b y a r g o n i s o t o p e c h r o n o l o g i s t o f Ch i n e s e ． Th e b i o t i t e，a s f i s t K Ar a g e s t a n da r d ma t e r i a l o f Chi n a，we r e s e p a r a t e d f r o m Fa n g s h a n g r a n o d i o r i t e c o mp l e x i n t h e s o u t h we s t o f B e i j i n g ，wh i c h o c c u p i e s a n a r e a o f 4 7 k m ．Ab o u t 2 0 7 0 g o f p u r e Z B H一 1 5 b i o t i t e wa s o b t a i n e d a t t h e 0 ． 1 5 0 ． 2 5 mm f r a c t i o n ．Th e p ur Ry i s a b o u t 9 9 ． 8 ． Fo l l o wi n g mi x i n g，t h e ZBH一 1 5 b i o t i t e wa s d i v i d e d i n t o 1 5 j a r s a b o u t 1 3 8 g e a c h ．Ea c h j a r s a mp l e wa s f u r t h e r s u b d i v i d e d i n t o 1 5 a l i q u o t s a b o u t 9 ． 2 g e a c h t o t a l 2 2 5 a l i q u o t s ． Ar 一 Ar a g e s pe c t r u m o f ZBH一 1 5 b i o t i t e i n d i c a t e s t h a t t h e bi o t i t e ha s r e ma i n e d u n d i s t u r b e d s i n c e i t s c r y s t a l l i z a t i o n ． The p l a t e a u a g e 3 1 3 s t e ps a n d t o t a l g a s e s a g e 1 1 3 s t e ps a r e 1 3 2 ． 2 0 ． 2 M a a n d 1 31 ． 3-- -_ 0 ． 5 M a ．Th e a r g o n e x t r a c t i o n O c c u r s ma i n l y b e t we e n 7 5 0 1 4 0 0℃ ，a n d a b o u t 9 8 ． 3 r a d i o g e n i c 。 Ar c a n b e r e l e a s e d a t t h a t t e mp e r a t u r e r a n g ．F r o m t h e d a t a o f 3 - 1 4 s t e p s h e a t i n g t h e i s o c h r o n a g e a n d t h e i n i t i a l 。 Ar ／ Ar r a t i o n o f t h e b i o t i t e a r e 1 3 2 ．3 0 ． 8 Ma a n d 2 9 3 ．9 1 ．4 M a ，r e s p e c t i v e l y ． Th e c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t a n d M S W D i n t he i s o c hr o n d i a g r a m a r e 0． 9 9 9 9 9 a n d 0 ． 3，r e s p e c t i v e l y ．Th e ho mo g e ne i t y t e s t s we r e p e r f o r me d i n Ar i s o t o pi c l a b o r a t o r y of I n s t i t u t e o f Ge o l o g y a n d Ge o p h y s i c s ，Ch i n e s e Ac a d e my o f S c i e nc e ．Th e s a mp l e we i g h t s a r e 1 5 mg f o r 。 Ar a n d 6 0 mg f o r K． S t a t i s t i c a l e s t i ma t e o f a n a l y t i c a l d a t a s h o w t h a t F v a l u e s o f K a n d ”Ar a r e l e s s t h a n t h e i r c r i t i c a l F v a l u e s ． The t e s t r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t he u n c e r t a i n t y c a u s e d b y h o mo g e n e i t y o f t he s a mp l e i s 0 ． 1 1 f o r r a d i o g e n i c 。 Ar a n d 0 ． 1 5 f O r K，r e s p e c i t i v e l y ．S e v e n l a b o r a t o r i e s ，a c c e p t e d t h e i n v i t a t i o n t o p a r t i c i p a t e 收稿 日期 2 0 0 6 0 4 0 7收到 ， 0 5 1 7改 回 基金项目 岩石圈演化国家重点实验室基金资助项目 第一作者简介 桑海清 1 9 5 2 一 ， 男 ， 高级工程 师， 专业方 向 Ar - Ar 年代学 维普资讯 2 O 2 桑海清等／ 中国 K Ar 法地质年龄标准物质 Z B H 1 5黑云母的研制 i n c a l i b r a t i o n s o f⋯Ar a n d K o f ZBH一 1 5 b i ot i t e ．K c a l i b r a t i o n s h a v e b e e n d o n e wi t h f l a me p h o t o me t r y a n d a t o mi c a b s o r pt i o n ．The c a l i br a t i o n s o f 。 Ar we r e p e r f o r me d b y i s o t o p i c d i l u t i o n me t ho d。 Ar s p i ke a n d ’ 。 Ar一 Ar t e c h n i q u e s ． Th e Gr u b b s a n d Di x o n t e s t s i n di c a t e t h a t t he r e i s n o o u t l i e r i n a l l d a t a f r o m 8 l a b o r a t o r i e s ． Th e c a l c u l a t i o n s o f s k e wn e s s a n d k u r t o s i s c o e f f i c i e n t s，a n d t h e Co c h r a n i s o p r e c i s i o n i n d i c a t e t h a t a l l d a t a o f K a n d ‘ Ar ，o b e y a n o r ma l d i s t r i b u t i o n ． Th e c e r t i f i c a t e v a l u e s f o r Ar a n d K o f Z BH 1 5 b i o t i t e a r e c a l c u l a t e d a s f o l l o ws wi t h 9 5 c o n f i d e n c e l e v e 1 ” Ar 一1 ． 8 1 4 0 ． 0 1 4 1 0 mo l ／ g ，K一7 ． 5 9 0 ． 0 2 ． Th e K Ar a g e 。f r o m k e 一0 ． 5 8 1 1 O ／ a ， B 一4 ． 9 6 2 1 O ／ a a n d 4 0 K／ K一 1 ． 1 6 7 1 0 a t o m／ a t o m ， wa s c a l c u l a t e d t o b e 1 3 2 ． 8 1 ． 3 Ma 2 d ． Ke y wo r d s Z BH～ 1 5 b i o t i t e ； r e f e r e n c e ma t r i a l ； h o mo g e n e i t y c h e k； a n a l y s e s o f K a n d” ’ Ar ； s t a t i s t i c a l e s t i ma t e； K Ar a n d Ar Ar d a t i n g Z B H 1 5 黑 云母 是我 国 同位 素工 作 者 建立 的第 一 个 K Ar 法地 质年 龄标 准物 质⋯ 。此 标 准物 质 由 原 核工 业部北 京 铀矿 地 质 研 究 院 ， 中 国科 学 院 地 质 研 究所 、 地球 化学 研 究 所 ， 原 地 矿部 地 质 研 究 所 、 宜 昌地 质 矿 产研 究 所 及 原 冶 金 部 地 质 研 究 所 共 同 研 制 l l2 J ， 并 为此建 立 了全 国 K Ar 法 标 准 物质 工 作组 。 工作 组做 了小 样 采集 、 选 矿 、 鉴定 和初 步 定 年后 ， 又 采 大样 约 2 ． 5 t l 1 ， 经 破 碎 、 选 矿 、 加 工 、 清 洗 烘 干 、 缩 分装瓶后 ， 分发 给各 实验 室进 行 K 和⋯ Ar 的 定 值分 析 。Z B H 黑云母 标 准物 质分 选 了 四个 粒级 Z BH一 1 5黑 云 母 重 量 约 4 k g，粒 度 为 0 ．1 5 ～ 0 ． 2 5 mm； Z BH一 2 5黑 云母 重 量 约 3 0 k g，粒 度 为 0 ． 2 5 ～ 0 ． 6 3 mm；Z BH一 6 3黑 云 母 重 量 约 2 0 k g ， 粒 度 为 0 ． 6 3 ～0 ． 9 0 mm； Z BH一 9 0黑 云母重 量约 4 k g，粒 度 为 0 ． 9 0 ～ 1 ． 5 mm， 其 中 Z B H一 1 5和 Z B H一 2 5矿 物 粒 度适 中 ， 均 匀性 好 ， 因 而被 首 推 为标 准 物 质 ] 。王 松 山{ 曾将 Z B H 黑 云母 在 澳 大 利 亚 等 国实 验 室 进 行外 检 ， 国 内多 个 实验 室 也 测定 了该 样 品 的 K Ar 、 Ar Ar 年龄及 K 和 ’ Ar 的 量 值 。 结 果 表 明 ， 在 误 差 范 围 内 Z B H 黑 云母 的 K 和 “ Ar 含 量 一 致 ， K Ar 稀 释法年 龄 、 Ar Ar 坪年 龄 和 Ar Ar 等 时年龄 也 十分 接 近 ， 样 品不 含过 剩 Ar ， 矿 物 结 晶 后 未 受 过 热 扰动 ， K Ar同 位 素 计 时 体 系 封 闭 良好 ， Ar 在 矿 物 晶格 中保 存 均 匀 稳 定 ， 是 作 K Ar法 年 龄标 准 物 质 的理想 样 品⋯ 。此 后 ， Z B H一 1 5和 Z B H一 2 5黑 云母 在 国内 K Ar 法 实验 室 中得 到 广泛 使 用 。朱 杰辰 曾研 究 了该标 准物 质 的 岩 石学 和矿 物 学 特 征 ， 并 与 美 国 9 6 2 0 4黑 云 母进 行 了对 比 ， 指 出两 者 矿物 性 质 相 当 均 为正 常黑 云母 ， 矿物新 鲜 ， 历史 上未 受过 热 力蚀 变 ， 完 全 适 合 作 K Ar法 地 质 年 龄 的 标 准 物 质l 2 【 。1 9 9 8年 王松 山 将 几 个 标 准 物 质 的早 期 研 究 资料 移交 给笔 者 ， 并 希望 完成 有关 遗 留工 作 ， 尽早检 验与 公布标 准 物 质 定 值 数 据 ， 其 中 Z B H一 2 5黑 云母 已研制 完毕 并被 审定批 准 为 国家一级 标准 物质 。本 文 报 道 的 是 1 9 9 4年 以来 对 Z B H一 1 5黑 云母 的化 学 分 析 、 均匀性 、 稳 定性 和最小 取样 量 实验及 七个 实验 室 定值 分析 数据 的统计 学 检验结 果 。 1 Ar 法年龄标准物质的意义、 用途、 保存及使用 1 ． 1 K Ar 法 年龄标 准物 质的 意义 K Ar 法 地 质 年 龄 标 准 物 质 作 为 一 种 计 量 器 具 ， 犹 如度量 衡计 量器 具一 样 ， 在 氩 同位素 年代学 实 验 室 中通过 比较传 递 标 准 物 质 的特 性 量 值 ， 监 控 和 衡 量 K Ar 和 Ar Ar 同位 素年 龄测 定方 法 的正确 性 及测 量 结果 的准 确性 ， 从 而建 立 了质 量 体 系 的溯 源 性 和分 析测试 结果 的不 确定 度 或标 准偏差 。 K Ar 法 地质 年 龄 标 准 物 质 在 K A r稀 释法 和 Ar Ar 快 中子活 化法 年龄测 定 中有不 可 替代 的重 要 意 义 。在氩 同位 素 实验 室 中作 为 仪 器校 准 、 质 量 监 控 、 实验 流程 和测 量条 件的 评估 、 实验方 法 的准确性 和实验 结果 的重 现性与 复现 性验 证 等方 面 也很有 实 用 意义 。 地 质年 龄标 准物质 是具 有一 种或 多种 足够均 匀 和很 好地 被确 定 了特性 量值 ， 用 以校准测 量装 置 、 评 价测 量 方法 的物质 ] 。根 据 国 内外使 用 和表 达 惯 例 ， 样 品被检 验 、 缩 分 装 瓶 后 一 律称 为 标 准物 质 ， 取 出瓶 后才 叫做 标准 样品 。 1 ． 2 K Ar 法年龄 标准 物质 的用 途 1 在 K分 析 中插入 K Ar 法年 龄标 准物质 ， 以 K 含量 的认定 值 作为 K分 析 的质量 监控 。 。 2 在 K Ar 稀 释法年 龄测 定 时 ， 无 论 是歧 管 法 还是 大小 体积 比较 法分 取。 Ar 稀 释剂 ， 都必 须用 K Ar 法 年龄 标 准 物质 Ar 的认 定值 】 ， 求 导 Ar 稀 释剂 的绝 对 含量l 】 。 。 维普资讯 矿 物 岩 石 地 球 化 学 通 报 3 在 测 定 Ar 含 量 时 ， 常 用 K Ar 法 年 龄 标 准物 质 Ar 的认定 值监 控 Ar 的分 析质 量 。 4 测 定 Ar 一 Ar 快 中子 活 化 法 年 龄 时 ， 常 将 已知 年龄 的 K Ar 法标 准物 质与 待 测样 品在 同一 几 何条 件下置 于反 应 堆 中进 行 快 中子 照射 ， 以标 准物 质 的年 龄 和 照 射 后 标 准 物 质 的“ Ar ／ Ar值 求 得 中子照 射参 数 ． ，值 ， 再 计算 待测 样 品 的” Ar 一 Ar 年 龄 。 ～ 引。 5 K Ar 法 年龄 标准物 质可 作 为秘密 样品 向相 关 实验 室发 放 ， 通 过测 量结 果与认 定值 的 比较 ， 检 验 实验室 分析 测试 工作 的质 量 ， 也 是 实 验室 质 量 管 理 的一种 好办 法 ’ 。 l 。 6 通过 K Ar 法年龄 标 准物 质 的测 量 ， 判 定 某 一 实验室 分 析测试 数据 的重 复性 及实验 室之 间分 析 测 试数据 的 复现性 J 。 7 进 行 实验室 认证 时 ， 标 准物 质作 为考 核实验 室 能否提 供准 确数 据 能 力 的一 种 手 段 ， 也 是 实 验 室 质 量保证 的一 种好 方法。 。 I l 。 8 评 价分 析测 试方 法 的准确度 。 9 判 定现 场测 试方 法 的准确度 。 1 0 判定新的或 改进后 的测试方法正确与否 。 1 1 标准物 质 的测试 是一 种提 高技术 人 员技能 的好 办法 。 1 2 以标准 物 质 为 仲裁 分 析 ， 判 定 有差 异 年龄 数据 的可靠 性 。 1 ． 3 K Ar 法 年龄标 准物 质 的保 存 地质年龄标准物质是 同位素地质年代 学中最 重要 的技术标准， 必须进行妥善保存 ， 避免遭到意外损坏 。 标 准 物质 应 装 入专 用 的 同位 素 样 品瓶 中 ， 分 装 成最小样 品单 元 瓶 也 一并 装入 特制 的有机 玻璃 盒 中 ， 并置 于专 用储 存柜 。样 品瓶之 间应 相对 固定 防 倒 ， 防压 ， 防碰 ， 防 震 。样 品储 存柜 应放 置于 洁净 、 阴 凉、 干燥的环境 ， 并远离水源 、 热源和化学试剂。 1 ． 4 K Ar 法年龄 标 准物质 的使 用 使用 标准 物质 的原 则是 有效 、 合理 和节约 。 使 用 标 准 物 质 时 应 注 意 均 匀 性 与 取 样 量 的关 系。一般 来说 ， 取样 量越 小 ， 样 品越 均匀 。但 当取样 量很小 时 ， 样 品很 可 能 不均 匀 而 造 成偏 析 。当标 准 物质最 小取 样量 确 定 后 ， 必 须保 证 样 品 使 用 量 大于 或 等于最 小取样 量 。而均 匀性 和最 小取样 量 与检验 2 0 3 标准物 质 的制备 方 法及仪 器 的技 术性 能 、 条件 有关 。 标准物 质 的最小 取 样 量 是改 进 分 析 技术 后 ， 仪器 处 于最佳 状态 时 的测定 结果 。常 规条件 下采 用最 小取 样 量 时 ， 很 可能造 成偏 析 ， 使 用 时一定 要注 意 。 对 已经缩 分 成最 小样 品单元 瓶 且均 匀性 良好 的标准 物质 ， 由于长期 存放 或 因重力 、 震动 和长途 运 输 等 因素 的 影 响 ， 可 能 会 造 成 一 些 矿 物 颗 粒 偏 析 。 因此使 用前 应将 瓶 中 样 品重 新 混 合均 匀 ； 使 用 外 国 标 准物质 时 尤其要 注 意这一 点 。 标 准 物质 研 制 成 功后 常 常要 流通 到各 实 验 室 。 各 实验室 应 整理 和发 表每 年 测 定 标 准物 质 的 Ar 和 K 含量 的量 值 及 年 龄数 据 以检 验 和评 估 标 准 物 质 的特性 量值 ， 随 着 仪 器技 术 性 能 的 提 高和 分 析 测 试技 术 的进 步 。 可 以汇 集更 多更好 的高 质量 数据 ， 使 标 准物质 原来 的认 定 值 得 以修 订 ， 以提 高 标 准 物 质 定值 数据 的正 确性 】 。 2 关 于 Z B H l 5黑云 母 Z B H一 1 5黑 云母 产 自北 京 房 山周 口店 花 岗闪 长 岩体 。岩 体南端 距 周 口店 约 2 ． 5 k m。岩 体 呈似 圆 状 ， 南 北长 约 8 k m， 东 西 宽 约 7 ． 5 k m， 出 露 面积 约 4 7 k m 。岩体 位 于 中朝 准 地 台燕 山 褶 皱 带 与 山 西 断隆 的交 界地带 ， 岩 体 与 围 岩 为侏 罗 世 后 突 变接 触 关 系 ， 切 割 了震 旦 纪 至 石炭 纪 地 层 。岩 体 有 明显 的 岩相带 边 缘 相呈 环 状 分 布 ， 宽 约 0 ． 3 ～0 ． 7 k m， 主 要 岩性 为花 岗 闪长岩 ； 过 渡相宽 约 0 ． 5 ～ 1 k m， 主要 岩性 为 中细 粒花 岗 闪长岩 ； 内部 相宽 约 4 ～5 k m， 主 要 岩性 为 中粗粒 斑状 花 岗闪长 岩l 。 样 品 为 岩体 内部 相 的 中粗 粒斑 状 花 岗 闪长 岩 ， 全晶质 ， 粗 粒似斑 状花 岗型 结构 。主要 矿物 成 分为 中长石 含量约 为 5 0 ， 条纹长 石 和微 斜 长 石 含量 约 1 5 ％ ， 角 闪石 含量 约 1 2 ％ ， 黑云 母 含量约 1 4 ％ ， 石英 含量约 7 。其 他 含量 极 少 的矿 物 有磷 灰 石 、 绿 帘 石 、 绿 泥 石 、锆 石 和磁 铁 矿 等 。黑 云母 多呈 片状 集 合体 ， 褐 棕 色 ， 光 泽 透 亮 ， 一 般 粒 径 为 0 ． 8 ～ 1 ． 5 mm。薄 片 中为黄 褐色 ， 具 多 色性 ， 吸 收公 式 为 深 褐 色 黄褐 色 淡黄 色 。多瓶黑 云母 样 品的化 学成分 分析 表 1 和 x荧光光谱分析数据 表 2 很接近 ， 也 与朱 杰 辰 早期 发 表 的 资料 一 致 ， 说 明该 黑 云 母 化学组 成稳 定 。 维普资讯 2 0 4 桑海清等／ 中国 K Ar 法地质年龄标准物 质 Z B H一 1 5黑云母 的研制 表 1 ZBH一 1 5黑 云母 化 学 分 析 数 据 T a b l e 1 Ch e mi c a l a n a l y s i s d a t a o f Z BH- 1 5 b i o t i t e ％ 分析者 原 中国科学院地质研究所化学 分析实验室 1 9 9 6 表 2 Z BH一 1 5黑 云母 X 荧 光 光 谱分 析数 据 T a b l e 2 Ch e mi c a l c o mp o s i t i o n o f ZB H- 1 5 b i o t i t e b y X - r a y f l u o r e s e n e s s p a n a l y s i s ％ 分析 者 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点 实验室元 素分析实验室 2 0 0 4 Z B H一 1 5 黑 云 母 X射 线粉 晶衍 射分 析 由 中国科 学 院地 质与地球 物理研 究 所岩 石 圈演化 国家重 点 实 验室元 素分 析实验室完成 2 0 0 2 ， 结果 图 1 表 明 ， 多 数强度 线和弱线 均 为黑 云母 所 贡献 。仅 有 两处 弱线 表示 样 品个 别 颗 粒 粘 有 极 少 量 绿 泥 石 图 1 C h l o r i t e ， 这与镜下观察结 果 吻合 。绿 泥石 与黑 云母是 同 期 产物 ， K 含 量 远 低 于黑 云 母 ， 不 会 对 黑 云母 K 和 A r 的量值及 年龄值 造成丝毫影 响 。 这 些 结 果 与 前 人 研 究 成 果 相 一 致 ， 说 明 Z B H 一 1 5黑 云母 具有 均匀 稳定 的化学 成分 。 3 标准物质 的制备 3 ． 1 样 品的 采选 从 岩体 内部 相采集 岩块 约 2 ． 5 t ， 在 北京 矿冶 研 究院选 矿 。将样 品破 碎成 1 0 ～2 0 c m 的小 岩块后 选 矿步 骤简述 如下 1 彻 底清 洗 鄂 氏破 碎 机 。反 复 破 碎 至矿 粒 径 在 1 mm 以下 。 2 磁 选 、 浮选 反 复提 纯 ， 共 获得 四个 粒 级 的精 矿 大于 0 ． 9 mm 粒 级样 品编 号 为 Z B H一 9 0 ， 重量 约 为 4 k g ； 0 ． 6 3 ～0 ． 9 0 mm 粒级 的样 品 编 号为 Z B H 一 6 3 ， 重量 约为 2 0 k g ； 0 ． 2 5 ～0 ． 6 3 mm 粒 级 的样 品编 号 为 Z BH一 2 5 ， 重量 约为 3 0 k g ； 0 ．1 5 ～0 ． 2 5 mm 粒 级 的样 品编 号 为 Z B H- 1 5 ， 重量 约 4 k g 。同 时 还 获 得 0 ． 1 5 ～0 ． 3 0 mm 粒级 的 Z B J角 闪石约 2 k g 另 文 报 导 。考 虑到粒 级 较 大 的 黑 云母 片 间 可 能夹 有 其 0 0 ∞ - 0 l r． 0 ⋯ 彳． 李 霉 6 2 0 。 图 l Z B H 一 1 5黑云母 X射线粉 晶衍 射图 Fi g．1 X r a y p owd er di f f r a c t i on p a t t e r n of ZBH 1 5 b i ot i t e 他 含 钾 矿 物 微 粒 ， 标 准 物 质 工 作 组 推 荐 Z B H一 2 5和 Z B H一 1 5两个 粒 级 的 黑 云母 用 作 K Ar 法 地质 年 龄 标 准 物 质 。样 品 编 号 中 Z 表 示 中国 ， B表 示北 京 ， H 表示 黑云母 。 3 将样 品充 分 混 合均 匀_ 3 “ 铲 翻混 均 次数达 1 0 0次 之 多 。采 用 格槽 式 缩分 器 连 续 缩分 ， 装 瓶 。每 瓶 约 0 ． 5 ～ 0 ． 6 k g ， 总 共 1 1 0多瓶 。 4 不 同粒级 的 黑云母 以瓶 为单 位 ， 按用 水一 酒精 一 水 一 蒸馏 水 的次 序反 复 搅 拌 ， 冲 洗 多次 ， 再 用超 声波 清洗 ， 直 到清洗 液无 色透 明 为止 。样 品在 8 0 ℃恒 温下 烘 干 ， 保 证样 品 干燥 洁净 ， 编 号 ， 装 瓶 。 维普资讯 矿 物 岩 石 地 球 化 学 通 报 3 ． 2样 品的分 装 1 将本所保存 的 2 0 7 0 g Z B H 1 5黑云母置人干净 的圆形塑料瓶 中充分摇匀 。用干 净的格槽式缩 分器缩 分成 1 5 罐 每罐 1 3 8 g ， 编号 ， 装入专用塑料瓶 。 2 每罐 样 品缩 分 成 1 5瓶 ， 分 别 装 入专 用 玻 璃 瓶 ， 密封 。每瓶 样 品重量 为 9 ． 2 g ， 总共 2 2 5瓶样 品 。 3 按 国际 惯 例 ， 每罐 第 一 瓶 的编 号 前 加 C， 表 示作 为控制 样永 久保 存 ； 其余 作 为 标 准 物 质供 给 各 个 实验 室使 用 】 。 3 ． 3样 品的纯 度 X射 线衍 射分析 结果 已证 明 Z B H一 1 5黑 云母 样 品质纯 ， 表 面和层 间均 无 石 英 、 长 石等 杂 质 矿 物 ， 仅 有 个别 颗粒粘 有微 量绿 泥石 。为进 一 步检验 样 品的 纯 度 ， 随 机 从 4瓶 样 品 中 抽 取 4 1 7 mg样 品 ， 为 1 4 8 8 7 个颗 粒 ， 经双 目镜 检 验 ， 平 均 纯 度 达 9 9 ． 8 3 表 3 ， 仅 0 ． 1 7 的 黑 云母 颗 粒 表 面粘 连 少量 绿 泥 石 。Z B H一 1 5黑 云母 的纯 度 完 全 满 足 K Ar法 年 龄 标 准物 质 的要 求 。 表 3 Z BH- 1 5黑 云 母 纯 度 统 计 结 果 Ta b l e 3 S t a t i s t i c p ur i t y o f ZBH- 1 5 bi ot i t e 瓶号／ 瓶顺 序号重量／ mg 颗粒数 不纯颗粒数 黑云母纯 度 3 4 ／ 4 1 3 8 ． 6 1 3 7 8 2 9 9 ． 8 5 7 - 9 ／ 9 6 9 5 ． 4 3 4 0 6 5 9 9 ． 8 5 1 0 1 4 ／ 1 3 6 1 5 6 ． 3 5 5 8 0 1 0 9 9 ． 8 O 1 4 2 ／ 2 o 8 1 2 6 ． 7 4 5 2 3 8 9 9 ． 8 2 总计4 1 7 1 4 8 8 7 2 5 平均 9 9 ． 8 3 注 根据每 1 mg样品平均含量 3 5 ． 7个颗粒计算 3 ． 4 使 用年 限 K A r 法年龄标 准物质 主要 用 于 K和“ A r 分 析 的质 量监控及 A r A r 法 样 品在反 应 堆照 射 时的 中子 通量监 测 。 目前 我 国 K Ar 和 A r A r 法 实 验室 约 1 0 个 ， 约 1 0 a 后可 能增 至 1 5个 。 以每个 实 验 室每 年 使 用 3 g样品计 ， 1 5 个 实验室每年 约需 4 5 g 。2 0 7 0 g标 准物质 ， 除 1 3 8 g控制样 ， 其余可供使用 4 3 a 。 4 ∞ Ar 一 。 。 Ar年龄谱 的地 质意义 4 ． 1 实验 方法 与结 果 用 同轴包 装法 ， 以洁净 的纯铝 箔 纸严 密包 裹 ， Z B H一 1 5黑 云 母 、 国 际 标 准 物 质 GA1 5 5 0黑 云 母 、 待 测样 品及 K s ， 、 C a F ， 在特 制 石英 瓶 中抽 真 空 1 0 P a 后 ， 用 火焰 封 死瓶 口。在 中 国原 子 能科 学研 究 院 4 9 2反应 堆 ， 将 石英 样 品 瓶装 入 专用 照射 铝罐 中 ， 在 H4中 心孔 道 进 行快 中 子 照 射 。照 射 时 2 05 间为 3 6 4 5 mi n ， 积分 中子通 量 为 1 ． 4 2 1 0 n ／ c m 。 照射 后放 射性 冷却 到安 全 剂量 小 于 4 I ／ s 时 ， 装 入超 高真 空析 Ar 仪 与 质谱 计 连 机 系统 中进 行 阶段 加热熔 样 ， 气体 纯 化 和 静 态 氩 同位 素 质 谱 分 析 。质 谱 计 是英 国 VS S公 司 R GA1 0型 ， 灵 敏度 为 1