上海凯来谱采用上海凯来全自研生产制造的GenesisGEO点阵飞秒激光剥蚀系统（fsLA-ICP-MS）进行剥蚀采样，强大的飞秒激光可以稳定剥蚀目前已知的任何矿物，尤其是石英、萤石等纳秒激光无法稳定剥蚀的透明矿物，飞秒激光都可以稳定、可控剥蚀，是开展石英定年研究的一大利器。

应用背景

石英作为自然界分布极广的 SiO₂矿物，广泛发育于岩浆 - 热液矿床之中。凭借超高化学稳定性和普遍的地质产状，石英已然成为地质测年的理想载体。

通过石英精准定年，可有效反演热液流体、硅酸盐熔体演化过程，攻克非碳酸盐油气储层硅质成岩、热液活动时限、变质作用年代约束等多项关键地质科学问题，在地学研究与油气勘探领域价值巨大。

但看似常见的石英，却是地质定年中极难直接分析的矿物。

石英定年的技术难点
传统纳秒激光无法稳定剥蚀石英、萤石等透明矿物；

矿物中普通铅占比高，极易干扰年龄结果；

石英铀含量极低，仅为 ppb 级别，信号捕捉难度大；

长期缺乏基体匹配石英标准样品，基体效应难以完全校正。

在现有相关研究中，研究人员对渤海湾盆地东部渤中凹陷 BZ19-6 构造带的太古宙变质岩孔隙中的石英胶结物进行了定年分析。通过穿插分析NIST-614玻璃标样及方解石标样（WC-1、AHX-1a），采用 NIST- 614进行铅同位素207Pb/206Pb质量分馏校正，以AHX-1a 标定238U/206Pb 比值，并用WC-1 作为二级标样监控准确性，所获得的数据经Tera-Wasserburg 线性回归，得到等时线年龄为 48.9±2.7 Ma（MSWD=1.1），误差范围在5%以内（图一）。经仪器参数优化与不同矿物标样交叉校正，可以获得较为可信的数据结果，但因缺少石英基体匹配标样，仍然无法完全校正基体效应。

图一 渤海湾盆地 BZ19-6 构造带石英胶结物 Tera-Wasserburg 等时线图（年龄 48.9±2.7 Ma,  Liu et al., 2024）

GenesisGEO 助力技术难点突破
新型国产飞秒激光GenesisGEO有高能量密度、高空间分辨率、低热效应、元素分馏效应低等特征，能有效地对石英进行有效剥蚀，可深入开展了石英包裹体、石英U-Pb定年等分析。相较于传统193nm激光对石英剥蚀成功率低及传统飞秒激光最大光斑小＜65μm等技术限制，实验中GenesisGEO点阵飞秒激光可采用100μmx100μm矩形光斑对石英进行高效剥蚀，能够更大限度的提高灵敏度、减小年龄误差。
（1）超大光斑平底剥蚀坑
可选超大圆形/矩形光斑，提高低U含量样品灵敏度，提高检测成功率以及测试精度。剥蚀坑为完整的圆形/矩形平底坑，信号平稳，提高精度。

（2）低热效应、基体效应
飞秒激光具有更低的热效应、基体效应，使用NIST非基体匹配标样校正石英样品的Pb同位素比值时，具有更小的误差、更高的精度。
应用案例
上海凯来谱采用上海凯来全自研生产制造的GenesisGEO点阵飞秒激光剥蚀系统（fsLA-ICP-MS）进行剥蚀采样，与中国石油杭州地质调查院合作开发的YAB石英标样（理论年龄为299±7Ma）有效解决了传统石英定年研究中缺乏基体匹配标样的难题（图二）。

图二 YAB 石英标样（理论年龄 299±7Ma）Tera-Wasserburg 等时线图

最新突破成果
在此基础上，上海凯来谱采用GenesisGEO点阵飞秒激光剥蚀系统与Agilent 8900 ICP-MS联用，以He为载气，采用NIST 614与YAB标样进行校正，对采自墨西哥的玻璃蛋白石与湖南的玛瑙样品进行了初步测试分析（图三），测得Tera-Wasserburg下交点年龄分别为15.91±0.11Ma（MSWD=2.4）和40.8±3.1Ma（MSWD=3.1），相对误差为0.7%和7.5%（图四），结果明确、精度良好。

图三 玻璃蛋白石与玛瑙定年测试样品靶

图四 玻璃蛋白石（左）与玛瑙（右）Tera-Wasserburg 等时线图

结论
充分证明了GenesisGEO飞秒激光结合YAB石英标样用于石英类矿物定年的可行性与可靠性，为后续完善石英定年技术提供了重要参考，展示了上海凯来谱在矿物微区原位定年分析领域的创新探索与实际攻关能力。
注意事项
1.结合现有测试数据来看，石英样品类型以硅质岩、蛋白石的定年成功率较高，选取这些样品类型较优
2.做样可选用＞100μm超大光斑，提高低U含量样品灵敏度
3.定年测试前，可做一个元素mapping图，挑选高U低普通Pb的地方进行定年测试
送样须知
激光靶、探针片均可，片子厚度需控制在50-100μm以内，石英点位大小在50-120μm为佳。如需指定位置，需拍摄反射光或透射光照片，详细记录目标点位位置，便于测试时快速定位。石英通常含有非常低含量的U和Pb，建议送检的样品U含量在0.1ppm以上，测试点数建议30个点以上。