U-Pb zircon in situ dating with LA-MC-ICP-MS using a mixed detector configuration

Abstract

The LA-MC-ICP-MS method applied to U-Pb in situ dating is still rapidly evolving due to improvements in both lasers and ICP-MS. To test the validity and reproducibility of the method, 5 different zircon samples, including the standard Temora-2, ranging in age between 2.2 Ga and 246 Ma, were dated using both LA-MC-ICP-MS and SHRIMP. The selected zircons were dated by SHRIMP and, after gentle polishing, the laser spot was driven to the same site or on the same zircon phase with a 213 nm laser microprobe coupled to a multi-collector mixed system. The data were collected with a routine spot size of 25 μm and, in some cases, of 15 and 40 μm. A careful cross-calibration using a diluted U-Th-Pb solution to calculate the Faraday reading to counting rate conversion factors and the highly suitable GJ-1 standard zircon for external calibrations were of paramount importance for obtaining reliable results. All age results were concordant within the experimental errors. The assigned age errors using the LA-MC-ICP-MS technique were, in most cases, higher than those obtained by SHRIMP, but if we are not faced with a high resolution stratigraphy, the laser technique has certain advantages.

O método LA-MC-ICP-MS utilizado para datação U-Pb in situ está cada vez mais preciso e reprodutível devido à melhor desempenho técnico das microssondas a LASER e os espectrômetro de massa com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). Com intuito de testar a validade e a reprodutibilidade deste método, 5 amostras diferentes foram selecionadas (incluindo o padrão Temora 2), com idades entre 2.2 Ga e 246 Ma, para serem analisadas por ambos os métodos LA-MC-ICPMS e SHRIMP. Os zircões selecionados foram primeiramente datados com SHRIMP e após foram polidos para que fossem realizadas, na maior parte dos casos, as datações com microssonda a LASER de 213 nm acoplada a um espectrômetro de massa com multicoletor misto (copo Faraday e MIC´s), no mesmo local ou fase do grão. Os dados foram obtidos pela ação do laser com tamanho de feixe igual a 25 μm, e mais raramente de 15 e 40 μm. A calibração cuidadosa entre o copo Faraday e MIC´s foi realizada com solução diluída de U-Th-Pb para calcular a taxa de conversão entre os coletores e o uso de um padrão de comportamento homogêneo e constante durante as análises, o padrão GJ-1, para a calibração externa foram decisivas para a obtenção de resultados confiáveis. Todas as idades obtidas foram concordantes dentro dos erros experimentais. Os erros obtidos pelo método LA-MC-ICP-MS foram, na maior parte, mais altos do que aqueles obtidos pelo método SHRIMP. A utilização do LA-MC-ICPMS pode ser vantajosa para obtenção de idades U-Pb in situ, desde que não seja necessária a definição estratigráfica de alta resolução.