Kosler et al., Laser ablation ICP-MS U-Th-Pb dating of monazite

Application of laser ablation ICP-MS to U-Th-Pb dating of monazite

Jan Kosler*, Mike N. Tubrett and Paul J. Sylvester

Department of Earth Sciences, Memorial University of Newfoundland, St John's, 300 Prince Philip Drive, NF A1B 3X5, Canada
*Present address: Department of Geochemistry, Charles University, Albertov 6, Prague 2, CZ 128 43, Czech Republic.
e-mail: kosler@natur.cuni.cz

Abstract
Recent advances in laser ablation ICP-MS techniques allow accurate U-Th-Pb age dating of monazites that are as young as several tens of million years to a precision better than 2%. Accuracy of the age determinations has been improved by true real-time mass bias correction via nebulisation of a solution containing enriched 233U and natural Tl isotopes. The Tl-U tracer solution eliminates possible effects of variable sample matrices on the precision and accuracy of measured isotopic ratios. Mass bias corrections based on measured 205Tl/233U ratios in the tracer solution allow direct measurement of 235U in monazite. Combined with high-sensitivity laser ablation ICP-MS measurements, direct measurement of 235U particularly improves the precision of U-Pb dating of young monazites. Correction for laser-induced Pb/U and Pb/Th elemental fractionation is based on a mathematical treatment of time resolved count-rate data that is independent of laser ablation characteristics, does not require external standardisation and allows variable laser pit size or raster patterns for each measurement. The new procedures make the LA ICP-MS technique more flexible for in situ U-Th-Pb analysis.

Keywords: laser ablation ICP-MS, monazite, U-Th-Pb dating, instrument mass bias, laser-induced elemental fractionation.

Résumé
Des avancées récentes dans les techniques LA ICP-MS permettent d'obtenir des âges U-Th-Pb de monazites de quelques dizaines de millions d'années avec une précision supérieure à 2%. L'exactitude de la détermination des âges a été améliorée par une correction du biais massique en temps réel grâce à la nébulisation d'une solution enrichie en 233U et en isotopes du Tl. La solution-traceur Tl-U évite les effets de matrices d'échantillons sur la précision et l'exactitude des rapports isotopiques mesurés. Les corrections de biais massique basées sur les rapports 205Tl/233U dans la solution-traceur permettent la mesure directe de 235U de la monazite. Combinée avec la haute sensibilité des mesures par LA ICP-MS, l'analyse directe de 235U améliore particulièrement la précision de la datation U-Pb de monazites jeunes. La correction du fractionnement des éléments Pb/U et Pb/Th dû à l'ablation laser est basée sur un traitement mathématique du signal indépendant des caractéristiques de l'ablation laser, ne requiert pas de standard externe et permet d'utiliser des tailles variables de point ou d'aire balayée au laser pour chaque mesure. Les nouvelles procédures rendent la technique LA ICP-MS plus facile à adapter pour l'analyse U-Th-Pb in situ.

Mots-clés : ICP-MS avec ablation laser, monazite, datation U-Th-Pb, biais massique instrumental, fractionnement élémentaire dû à l'ablation laser.

Received 20 Nov 00 - Accepted 03 Apr 01

Geostandards Newsletter: The Journal of Geostandards and Geoanalysis
Vol. 25 No. 2-3 pp. 375-386 (2001)

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