精细的铀矿年代学工作对于明确成矿地质事件,确定控矿因素,探明和落实更多的铀矿床,解决铀资源短缺的现状起着关键性作用。目前利用电子探针测定铀矿物化学年龄的主要方法是:采用经验公式或郭国林等(2012)编写的年龄计算程序计算出测点的表观年龄,人为设定单点误差大小及类型后,通过Isoplot/Ex(Ludwig,1991)软件计算表观年龄的加权平均值。由于目前并没有一款专门用于计算铀矿物化学年龄的软件,在本研究中,基于放射性核素衰变理论,从单点化学年龄计算和数据处理两个方面出发,我们开发了一种铀矿物化学年龄计算软件(CAUM)。该软件可计算铀矿物在单年龄域、多年龄域以及存在被其他阳离子取代的放射性Pb情况下的年龄,同时化学年龄的有效性也可以通过分析铀矿物化学成分间的相关系数和显著性水平来验证。
CAUM(Chemical Age of Uranium minerals) 是一个基于 Python3.9 ,可在Windows, Mac,Linux系统上运行,具有友好的图形用户界面(GUI)的二次开发软件。软件的开发涉及到Thinter, Pandas,Numpy,Matplotlib,Scipy等三方库。通过导入铀矿物电子探针成分分析结果(文件类型为:.xlsx),CAUM可为大量分析点的单点化学年龄及误差提供计算。 对单年龄域化学年龄,CUAM可提供加权平均年龄的计算(年龄,误差,MSWD和P)和加权年龄图的绘制。多点年龄数据不属于同一年龄域时,CAUM可以根据Montel(1996)所扩展的最小二乘模型来进行年龄域的区分和各子年龄域加权年龄的计算。此外,我们将Alexandre(2005)提出的年龄有效性判定及矫正方法也纳入CAUM中,用于计算当放射性成因铅被其他阳离子取代时的矿物结晶初始年龄。
本研究以郭国林(2012)用电子探针分析的陕西丹凤光石沟伟晶岩型铀矿床中晶质铀矿的23个分析点的化学成分参数为例,利用CAUM重新计算其铀矿物的化学年龄。铀矿物年龄测定的准确度很大程度取决于体系中Pb的含量,因此我们和众多研究者一样,以PbO含量的5%作为误差来源(误差类型为2σ)。通过所CAUM所计算的23个分析点的表观年龄为381.93-441.33 Ma,加权平均年龄为416.77±4.53 Ma(MSWD 值为1.46,P值为0.08).与原文计算出的电子探针化学年龄416.9±10 Ma和U-Pb同位素(冯明月等,1996)测得的年龄(412Ma,418Ma)相比,三者年龄在误差范围内一致,验证了铀矿物电子探针化学定年法的可行性以及本软件的有效性。本研究所介绍的exe软件,是一个专门用于铀矿物化学年龄计算的软件,它可进行大批量的数据分析处理(数据越多,年龄可信度越高)。鉴于电子探针的高分辨率和晶质铀矿/沥青铀矿的高U、Th和Pb质量分数,电子探针测年法将有望在年龄仅有几十个百万年的砂岩型铀矿的研究中取得新的突破与进展。
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