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【知音论坛】中国科学院地质与地球物理研究所吴石头正高级工程师应邀做客我院知音论坛

编辑:资源与环境学院         日期:2026-09-15       点击数:

(通讯员 苏向东)2026年9月14日,应院长夏小平教授邀请,中国科学院地质与地球物理研究所吴石头正高级工程师做客长江大学资源与环境学院知音论坛(2026年第十七讲),在石油科技大楼A305会议室为学院师生作题为《LA-ICP-MS在同位素地质年代学应用新进展:低U矿物的U-Pb和富Lu矿物Lu-Hf定年》的学术报告。报告由夏小平教授主持,学院教师及研究生到场进行了讨论与交流。

      


报告伊始,吴石头正高级工程师系统梳理了激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术的发展脉络,从1917年爱因斯坦提出激光理论、1960年第一台激光器问世,到1985年首篇LA-ICP-MS科研论文发表,再到中国第一台193 nm准分子激光剥蚀系统的引进,完整呈现了这一技术从理论奠基到地学应用的演进历程。他随后重点阐述了方解石U-Pb定年的技术突破与地质意义。方解石广泛形成于构造变形、沉积地层、成岩过程及油气运移等多种地质环境中,但其U含量普遍低于5 μg g-1,仅为锆石、榍石等传统定年矿物的约百分之一,对仪器灵敏度构成严峻挑战。吴石头正高级工程师介绍,其团队通过系统优化SF-ICP-MS接口锥组、辅助氮气、铂电极圈等参数,将仪器灵敏度提升了5-10倍,比国际上已报道的同类型仪器灵敏度高2-4倍,从而建立了高空间分辨率的方解石U-Pb定年技术,空间分辨率可达85-110微米。他结合Duff Brown Tank、JT、ASH-15D等国际标准物质的验证结果及多个实际应用案例,展示了该技术在构造变形时代限定、油气运移路径示踪等方面的重要应用价值。

在富Lu矿物Lu-Hf定年部分,吴石头正高级工程师指出,相较于U-Th-Pb体系,Lu-Hf体系具有封闭温度高、可直接对稀土矿物定年等优势,但176Yb和176Lu对176Hf的同质异位素干扰是长期制约该技术发展的瓶颈。他详细介绍了基于LA-ICP-MS/MS碰撞反应池技术,利用NH作为反应气体实现Hf与Lu、Yb在线分离的原理与效果,并展示了石榴石、磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石等多种矿物的Lu-Hf定年结果。他强调,Lu-Hf定年并非适用于所有样品,通常要求矿物中Lu含量高于10 μg g-1Lu/Hf比值大于10,当前激光微区Lu-Hf定年的精度约为5%,需结合具体地质问题合理使用。

报告结束后,吴石头正高级工程师与现场师生围绕激光原位测试中的基体效应校正、标准物质研制、仪器参数优化以及方解石定年成功率提升等问题展开了热烈讨论,并就师生在实际测试中遇到的技术困惑给予了细致解答。

报告前后,吴石头正高级工程师应邀实地参观了院激光剥蚀ICPMS实验室,对实验室的仪器运行状态、测试流程及方法开发进行了卓有成效的交流指导。长江大学资源与环境学院近年来持续加强激光剥蚀微区分析平台建设,引进了新型飞秒激光剥蚀系统及激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪等高端设备。吴石头正高级工程师的现场指导为实验室进一步提升测试精度、拓展应用领域提供了重要参考。

本次论坛是资源与环境学院知音论坛2026年第十七讲。吴石头正高级工程师系中国科学院地质与地球物理研究所正高级工程师、博士生导师,长期从事LA-(MC)-ICP-MS分析方法研发及其应用研究,在激光微区低U矿物U-Pb定年和富Lu矿物Lu-Hf定年技术方面取得了一系列创新成果,2025年获得国家自然科学基金青年科学基金项目(B类)资助。(审核 夏小平 编辑  王继敏)

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