Dating Micrometre-Thin Rims Using a LA-ICP-MS Depth Profiling Technique on Zircon from an Archaean Metasediment: Comparison with the SIMS Depth Profiling Method

• Published in: Geostandards and geoanalytical research 2014-12, Vol.38 (4), p.389-407
• Main Authors: Kelly, Colter J., McFarlane, Christopher R.M., Schneider, David A., Jackson, Simon E.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: depth profile; geochronology; Géochronologie; LA-ICP-MS; profil en profondeur; REE; SIMS; zircon
• ISSN: 1639-4488; 1751-908X
• DOI: 10.1111/j.1751-908X.2014.00314.x

Laser ablation‐inductively coupled plasma‐mass spectrometry (LA‐ICP‐MS) was examined as a tool for measuring isotopic variation as a function of ablation depth in unpolished zircon from an Archaean metasediment specimen. This technique was able to identify micrometre‐thin (> 3 μm) isotopically distinct mineral domains characterised by ca. 100 Myr younger 207Pb/206Pb ages associated with 2s age uncertainties as low ~ 0.2%, as well as elevated U content relative to grain interiors (up to an order of magnitude). Our calculated drilling rate suggests that each laser pulse excavated depths of ~ 0.06 μm. Ages resolved through the LA‐ICP‐MS methods overlap the 2s uncertainties of 207Pb/206Pb ages measured using SIMS depth profiling on the same zircon population. The rims were further evinced by the detection of relative enrichment (> 3 orders of magnitude) in REE in the outermost micrometres of the same zircon, measured using a different and independent LA‐ICP‐MS depth profiling technique. We propose a LA‐ICP‐MS U–Pb technique capable of quickly identifying and quantifying rims, which are indication of late, yet geologically significant, fluid events that are otherwise undefined. La spectrométrie de masse à plasma induit couplée à l'ablation laser (LA‐ICP‐MS) a été testée comme outil de mesure de la variation isotopique en fonction de la profondeur d'ablation dans un zircon non poli provenant d'un échantillon de métasédiments archéens. Cette technique a permis d'identifier des domaines distincts isotopiquement, d’épaisseur micrométriques (> 3 μm) caractérisés, par rapport à l'intérieur des grains, par des âges 207Pb/206Pb plus jeunes d'environ 100 Myr associés à des incertitudes (2s) d’âge aussi basses qu'environ 0,2%, ainsi que par des teneurs plus élevées de U (jusqu’à un ordre de grandeur). Notre vitesse de forage calculée suggère que chaque impulsion du laser a excavée une profondeur d'environ 0,06 μm. Les âges déterminés par les méthodes LA‐ICP‐MS se chevauchent avec les âges 207Pb/206Pb (incertitudes : 2s) mesurées sur la même population de zircons en utilisant la technique SIMS avec ‘profils en profondeur’. En outre les bordures montrent un enrichissement relatif (> 3 ordres de grandeur) en terres rares dans les micromètres les plus externes d'un même zircon, mesuré en utilisant une technique différente de ‘profils en profondeur’ par LA‐ICP‐MS, technique mise en œuvre de manière indépendante. Nous proposons une technique ‘U‐Pb’ par LA‐ICP‐MS capable d'iden