动物骨骼和牙齿化石是“开放系统”，在埋藏过程中会不断与外界环境发生物质交换，导致化石样品的铀系年代与其实际年龄不一致，因此化石的铀系测年需深入研究铀在样品中的空间分布和迁移模式。本研究将高分辨率激光剥蚀（LA）采样技术与高精度多接收器电感耦合等离子体质谱（MC-ICPMS）联用，建立了化石样品LA-MC-ICPMS铀钍同位素原位分析方法。研究表明，LA-MC-ICPMS微区原位分析可获取化石样品中微米级空间分辨率的铀钍同位素以及铀系表观年代的分布，由此可根据铀的扩散-吸附（DA）模型深入研究样品内部铀的迁移路径，解译铀的吸附模式，改进对化石“开放体系”的铀系测年。
位于辽宁省营口市的金牛山古人类遗址是迄今为止东北地区发现最早的古人类和旧石器文化遗址之一。前人对金牛山人化石的年代进行了大量研究，铀系年代约为26.3万年（Chen et al.,1988），ESR年代约为22.8万年（陈铁梅等，1993；Chen et al.,1994），热释光年代约20万年（郑公望和康永洙，1994）。利用本实验室建立的LA-MC-ICPMS铀钍同位素原位分析技术，对金牛山古人类遗址的11个哺乳动物骨骼化石样品进行直接定年。样品分别采自该遗址的3个不同层位，其中6个样品出土于金牛山古人类化石上一层（第VII层），5个样品与人化石位于同一层位（第VIII层）。对骨化石剖面从外边缘向内边缘的激光剥蚀原位分析发现，不同化石样品经历了不同铀吸附过程，如早期吸附、晚期吸附和淋失。结合扫描趋势和测年数据分析，4个样品的铀系年代的二维分布在误差范围内一致，表现为早期吸附，平均年代分别为：20.5万年、25.2万年、31.3万年、34.7万年；6个样品的内外边缘区域均呈现不同程度的铀再次吸附，其靠中间区域年代在误差范围内一致，平均为：20.4万年、21.6万年、24.5万年、24.8万年、34.8万年、36.6万年；1个样品的²³⁴U/²³⁸U活度比在1.55~1.56之间，²³⁰Th/²³⁴U活度比在1.15~1.18之间，超出了铀钍衰变平衡，表现出明显的铀淋失。结合化石样品所在层位分析，金牛山人的年代应＞35万年。
 

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