鎢是一種重要的金屬資源，運用于電器、電子、化工等領(lǐng)域。我國鎢礦資源豐富，是世界上重要的鎢金屬資源基地，其中華南地區(qū)（贛南-粵北-湘南）是我國鎢礦成礦帶的重要產(chǎn)區(qū)。準確限定鎢礦床的成礦時代，有利于了解其礦床成因、精細成礦過程、礦床分布規(guī)律和進一步指導尋找和勘查礦床。黑鎢礦[（Fe，Mn）WO4]作為鎢主要的賦存礦物之一，廣泛存在于各類巖漿或熱液鎢礦床中，對其開展年代學研究，可給出更可靠的鎢礦成礦年代。

20世紀80年代初的研究表明，黑鎢礦通常含有一定量U，是U-Pb定年的良好對象。由于方法技術(shù)不成熟，黑鎢礦U-Pb定年研究發(fā)展緩慢。2006年，德國地學研究中心（GFZ）通過對美國科羅拉多Sweet Home Mine黑鎢礦的同位素稀釋法-熱電離質(zhì)譜（ID-TIMS）U-Pb定年工作，報道了有意義的黑鎢礦U-Pb年齡。但是黑鎢礦中U含量通常不高（2~50 ppm），普通鉛組成變化范圍大，且通常含有富U（鈮鉭礦等）、富普通鉛（白鎢礦、方鉛礦、閃鋅礦等）的包裹體。由于ID-TIMS是一種整體分析方法，大量包裹體的存在影響分析結(jié)果，且涉及繁瑣的化學前處理，成功率低，導致該方法的推廣和使用受到限制，目前，僅有的少量ID-TIMS黑鎢礦U-Pb年齡數(shù)據(jù)均來自GFZ。

最新研究表明，激光微區(qū)原位等離子質(zhì)譜（LA-ICP-MS）可進行黑鎢礦U-Pb年齡測定，但目前處于起步階段，仍存在亟待解決的問題，例如，缺乏微區(qū)原位黑鎢礦U-Pb標準物質(zhì)，目前無國際通用標準；同質(zhì)異位素的干擾，如鎢氧化物對Hg與Pb的干擾；對于普通鉛含量高的樣品，采用哪種普通鉛校正方案；不同黑鎢礦系列的礦物端元（鎢鐵礦-鎢錳鐵礦-鎢錳礦）之間是否存在基體效應；黑鎢礦U-Pb體系的封閉溫度。

針對上述問題，中國科學院地質(zhì)地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室博士生楊明與導師、正高級工程師楊岳衡及其合作者（GFZ、南京大學和中國科學技術(shù)大學），基于LA-SF-ICP-MS，在高靈敏度錐組合基礎(chǔ)上（Wu et al, 2020, IJMS），建立激光黑鎢礦微區(qū)原位分析方法，并研發(fā)出黑鎢礦U-Pb定年微區(qū)分析標樣（圖1），考察鎢的氧化物對202Hg、204Hg和204Pb的同質(zhì)異位素干擾（圖1），探討黑鎢礦系列礦物基體效應對U-Pb定年的影響（圖2、圖3、圖4），首次報道黑鎢礦U-Pb體系的封閉溫度（圖1）。對年齡跨度為1790-26 Ma的典型黑鎢礦樣品（來自瑞典、美國、法國、英國、德國、盧旺達和中國），均獲得了可靠年齡結(jié)果。這些證明了該方法的可行性與可靠性，為我國的關(guān)鍵金屬鎢成礦年代學研究提供了技術(shù)支撐。

相關(guān)研究成果以Accurate and precise in situ U–Pb isotope dating of wolframite series minerals via LA-SF-ICP-MS為題，作為封面文章，發(fā)表在Journal of Analytical Atomic Spectrometry上。研究工作得到國家自然科學基金杰出青年基金的支持。

論文鏈接

圖1.（a）ID-TIMS測定YGX-2113黑鎢礦標樣U-Pb諧和圖；（b）黑鎢礦U-Pb體系封閉溫度；（c & d）鎢氧化物對Hg與Pb的同質(zhì)異位素干擾

圖2.LA-SF-ICP-MS測定Bagge（a）與Sewa（b）黑鎢礦的T-W圖解與207Pb校正的206Pb/238U年齡；以及MTM（c）與YGX-2107（d）黑鎢礦U-Pb諧和圖

圖3.LA-SF-ICP-MS測定XHS16（a）與DP-12（b） 黑鎢礦U-Pb諧和圖；以及Panasqueira（c）與Cornwall（d）鎢鐵礦U-Pb諧和圖

圖4.LA-SF-ICP-MS測定HTD（a）和SHM（b）鎢錳礦T-W圖與207Pb校正206Pb/238U年齡