中国科学院广州地球化学研究所传来重要科研进展,徐义刚院士团队成功搭建并稳定运行单颗粒锆石CA-ID-TIMS高精度定年平台,标志着我国在地质定年领域实现从依赖国际合作到自主突破的关键跨越。相关研究成果已发表于国际权威期刊《光谱分析》,测量精度达到国际领先水平。
地质年代学作为研究地球演化历史的"时间标尺",其核心在于精准测定地质事件的发生年代。在众多定年技术中,单颗粒锆石CA-ID-TIMS法因其0.03%的加权平均年龄测定精度,被国际学界公认为"金标准"。然而,这项技术长期被欧美少数实验室垄断,我国科研团队此前需依赖国际合作开展相关研究。
该技术的核心挑战在于极端严苛的洁净要求。实验全流程中,来自空气、试剂和器皿的普通铅污染即使仅达皮克级(万亿分之一克),也会严重干扰测量结果。徐义刚院士团队形象地解释道:"1皮克相当于一滴水质量的五千万分之一,或一根头发丝重量的86亿分之一。要将全流程污染控制在1皮克以下,需要构建超洁净实验环境并实施精密流程管控。"
面对技术壁垒,研究团队创新提出"逆向递推溯源"策略。通过从测量终端反向追溯污染源头,团队对实验流程进行系统性优化,成功将全流程普通铅本底稳定控制在0.7皮克以下,达到国际ID-TIMS实验室准入标准。这一突破为后续技术升级奠定了关键基础。
在测量方法层面,团队实施多项技术创新:优化检测器基线采集与漂移校正策略,改进微弱信号采集方案,建立铅同位素分馏偏离校正模型,并构建完整的铀同位素测量流程。这些改进使年龄测定精度提升至优于0.05%,达到国际同类实验室先进水平。
为验证技术可靠性,研究团队对国际通用标准样品进行测试。结果显示,测量数据与国际推荐值在误差范围内高度吻合,充分证明该平台已具备国际水准的数据产出能力。目前,该平台已进入稳定运行阶段,可系统开展高精度U-Pb定年测试。
据介绍,这项技术突破将为我国地质研究提供重要支撑。在关键地层定年、火山活动时序、生物大灭绝事件等重大地质问题研究中,高精度年代学数据是还原地球演化过程的关键依据。徐义刚院士表示,实验室已具备对外开放条件,欢迎国内外同行就相关科学问题开展合作研究,共同推动地质年代学领域发展。











