Abstract The interaction of incident laser radiation and sample substrate is complex and difficult to predict. Natural zircons are often both structurally and chemically heterogeneous in 3-dimensional space. Encountering growth-related, structural micro-heterogeneities, inclusions and chemical complexities is almost inevitable during a static ablation of several tens of seconds. A multi-shot approach to laser ablation described here implements a minimal sample exposure time to incident laser radiation by applying multiple 1 Hz shots to a single sample location in delayed succession. This process can be conceptualised as a “slowing down” of a high-frequency (5–20 Hz) static laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) analysis until each laser pulse is distinct albeit transient. The ability to integrate and collate signal pulses for a small number of consecutive laser shots, as opposed to continuously pulsing the laser, produces precise age determinations (~1% reproducibility, 2σ level) on small sample volumes (704 ± 23 μm3 on 91500 zircon standard). The multi-shot LA-ICP-MS protocol employed here significantly reduces the effect of ‘downhole’ fractionation as the resultant craters are extremely shallow (as shallow as 0.56 ± 0.02 μm on 91500 zircon standard) and maintain an aspect ratio of ≪1. Further benefits include a reduced probability of thermally induced effects (e.g., substrate melting), plasma loading, and the potential for signal mixing (with depth) in a heterogeneous sample.

中文翻译：

---

多脉冲激光烧蚀浅层取样及其在 U-Pb 锆石年代学中的应用

摘要 入射激光辐射与样品基底的相互作用复杂且难以预测。天然锆石在 3 维空间中通常在结构和化学上都是异质的。在几十秒的静态烧蚀过程中，遇到与生长相关的结构微异质性、内含物和化学复杂性几乎是不可避免的。此处描述的激光烧蚀的多次射击方法通过将多个 1 Hz 射击以延迟连续的方式应用于单个样本位置，从而实现了对入射激光辐射的最小样本曝光时间。这个过程可以被概念化为高频（5-20​​Hz）静态激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析的“减速”，直到每个激光脉冲都是不同的，尽管是瞬态的。与连续脉冲激光相反，能够对少量连续激光发射的信号脉冲进行积分和整理，可在小样品体积（91500 锆石上为 704 ± 23 μm3）上产生精确的年龄测定（~1% 再现性，2σ 水平）标准）。此处采用的多脉冲 LA-ICP-MS 协议显着降低了“井下”分馏的影响，因为由此产生的陨石坑非常浅（在 91500 锆石标准上浅至 0.56 ± 0.02 μm）并保持纵横比≪1。进一步的好处包括降低热诱导效应（例如，基板熔化）、等离子体负载的可能性以及异质样品中信号混合（与深度）的可能性。在小体积样品（91500 锆石标准上为 704 ± 23 μm3）上产生精确的年龄测定（~1% 再现性，2σ 水平）。此处采用的多脉冲 LA-ICP-MS 协议显着降低了“井下”分馏的影响，因为由此产生的陨石坑非常浅（在 91500 锆石标准上浅至 0.56 ± 0.02 μm）并保持纵横比≪1。进一步的好处包括降低热诱导效应（例如，基板熔化）、等离子体负载的可能性以及异质样品中信号混合（与深度）的可能性。在小体积样品（91500 锆石标准上为 704 ± 23 μm3）上产生精确的年龄测定（~1% 再现性，2σ 水平）。此处采用的多脉冲 LA-ICP-MS 协议显着降低了“井下”分馏的影响，因为由此产生的陨石坑非常浅（在 91500 锆石标准上浅至 0.56 ± 0.02 μm）并保持纵横比≪1。进一步的好处包括降低热诱导效应（例如，基板熔化）、等离子体负载的可能性以及异质样品中信号混合（与深度）的可能性。02 μm（在 91500 锆石标准上）并保持纵横比 ≪1。进一步的好处包括降低热诱导效应（例如，基板熔化）、等离子体负载的可能性以及异质样品中信号混合（与深度）的可能性。02 μm（在 91500 锆石标准上）并保持纵横比 ≪1。进一步的好处包括降低热诱导效应（例如，基板熔化）、等离子体负载的可能性以及异质样品中信号混合（与深度）的可能性。