激光剥蚀等离子质谱微区分析在固体地球科学中的应用进展

当前分析化学技术正向着痕量微区方向发展。这使得我们能够用更小更少的样品直接得到更多的地球化学信息。在诸多微区测试技术中,激光剥蚀等离子质谱（LA-ICPMS）技术发展最快。其地质应用较广,激光探针等离子体质谱能够进行固体样品的微区微量元素和同位素的分析,具有灵敏度高、简便、快速的特点,同样具有在同位素定年上的潜力。近年来又研制出激光剥蚀多道接收等离子质谱（LA-MC-ICPMS）仪,使得微区同位素分析开始了新的革命。而多种微区技术综合应用为近几年分析地球化学新的趋势。     

电感耦合等离子体质谱原理和应用

内容简介：本书全面介绍了电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）的仪器结构和基本原理，以四极杆ICP—MS为主，同时对近年来发展的其他类型的ICP—MS仪器进行了简要介绍。以地质应用为主，介绍了几种痕量超痕量元素分析方法及应用。全书共分12章：绪论，包括ICP—MS的起源、现状与发展趋势；ICP—OMS仪器结构和基本原理；ICP—MS分析性能与基本概念；扇形磁场等离子体质谱仪；飞行时间等离子体质谱；激光剥蚀电感耦合等离子体质谱；ICP—MS中的干扰；常用的地质样品处理方法；地质样品中痕量超痕量元素分析；铂族元素分析；同位素比值分析；ICP—MS联用技术在形态分析中的应用。     

电感耦合等离子体质谱原理和应用

本书全面介绍了电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）的仪器结构和基本原理，以四极杆ICP—MS为主，同时对近年来发展的其他类型的ICP—MS仪器进行了简要介绍。以地质应用为主，介绍了几种痕量超痕量元素分析方法及应用。全书共分12章：绪论，包括ICP—MS的起源、现状与发展趋势；ICP—QMS仪器结构和基本原理；ICP—MS分析性能与基本概念；扇形磁场等离子体质谱仪；飞行时间等离子体质谱；激光剥蚀电感耦合等离子体质谱；ICP—MS中的干扰；常用的地质样品处理方法；地质样品中痕量超痕量元素分析；铂族元素分析；同位素比值分析；ICP—MS联用技术在形态分析中的应用。     

电感耦合等离子体质谱原理和应用

内容简介：本书全面介绍了电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）的仪器结构和基本原理，以四极杆ICP—MS为主，同时对近年来发展的其他类型的ICP—MS仪器进行了简要介绍。以地质应用为主，介绍了几种痕量超痕量元素分析方法及应用。全书共分12章：绪论，包括ICP—MS的起源、现状与发展趋势；ICP—OMS仪器结构和基本原理；ICP—MS分析性能与基本概念；扇形磁场等离子体质谱仪；飞行时间等离子体质谱；激光剥蚀电感耦合等离子体质谱；ICP—MS中的干扰；常用的地质样品处理方法；地质样品中痕量超痕量元素分析；铂族元素分析；同位素比值分析；ICP—MS联用技术在形态分析中的应用。     

锆石铀-铅定年激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱原位微区分析进展

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术是目前最常用的锆石U-Pb同位素年龄测定方法之一。该方法能够对单颗粒锆石内部年龄差异实现快速、准确的原位微区分析。文章总结了近年来激光剥蚀系统、ICP-MS技术以及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法、相关应用实例研究的进展和现状。系统评述了激光发生器,剥蚀池,剥蚀参数(激光波长、脉冲宽度、剥蚀气体、孔径大小)以及四极杆和扇形磁场质谱仪对锆石U-Pb年龄数据的精度和准确度的影响。详细介绍了基于锆石年龄标准样品、标准溶液及其他标样的外标定量校准方法,单个U/Pb比值计算方法,普通铅校正方法以及同位素年龄与微量元素同时测定的方法。目前LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术主要应用于碎屑锆石的沉积物源区示踪和岩浆事件的年代学约束研究。     

硫化物矿物中痕量元素的激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析进展

第一行过渡金属元素及痕量贵金属元素高度富集在硫化物矿物中,常形成具有工业意义的矿床,使得硫化物具有重大的经济价值。对天然硫化物矿物中的这些痕量金属元素丰度及其分布的研究,在矿石成因学、经济地质学、环境地球化学等领域具有重要的应用价值。激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区分析技术是一种强大的痕量元素分析工具,非常适合直接分析硫化物矿物中痕量元素的浓度及其空间分布。由于硫化物的激光剥蚀特性与硅酸盐及氧化物不同,分析校准用的标准物质又极度缺乏,严重阻碍了这一技术在硫化物矿物微区分析中的应用。本文评述了硫化物简介、硫化物中痕量金属元素分析的意义、LA-ICP-MS微区分析技术在硫化物矿物痕量元素分析中的优势及近年来的应用进展、硫化物分析中的干扰与校准、包含铂族元素及金的硫化物标准物质的研制进展及合成硫化物标准物质最有应用前景的方法。     

玄武质陨石NWA8545的岩石地球化学特征以及对其母体岩浆过程的启示

NWA 8545 是一块玄武质无球粒陨石,它与碳质陨石(CC)NWA 011 成对.CC 被认为是来自于外太阳系的一类物质,由于同位素异常,它们区别于来自内太阳系的非碳质陨石(NC).NWA 011 及其成对陨石作为CC中稀有的玄武质无球粒陨石,其记录的岩浆过程可以被用来研究外太阳系早期行星母体的岩浆活动.本文利用扫描电镜、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对NWA 8545 中的辉石、斜长石和陨磷钙钠石进行岩相学以及原位主微量元素的分析,并根据矿物模式丰度计算全岩稀土元素含量.电子探针结果显示NWA 8545 与 HED族陨石Eucrite(钙长辉长无球粒陨石)具有相似的主量元素特征,同时其岩相学与5 型Eucrite类似.激光微量数据表明辉石、斜长石和陨磷钙钠石的稀土元素配分都表现出略微的Ce异常,但其辉石的Ba、Sr等元素并未出现明显的富集现象,即该陨石受地球风化作用影响不明显.利用辉石和斜长石的稀土元素含量,计算平衡熔体的成分,显示其平衡熔体的成分都与全岩的成分比较接近,可以认为两者是在封闭的体系下接近同时结晶.结合变质过程和母体岩浆的成分,本文认为NWA 8545 是由其母体岩浆在经历分离结晶过程后喷发到母体行星表面冷却形成的.     

钾稳定同位素研究综述

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。     

新书介绍

电感耦合等离子体质谱原理和应用李冰杨红霞编著内容简介:本书全面介绍了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的仪器结构和基本原理,以四极杆ICP-MS为主,同时对近年来发展的其他类型的ICP-MS仪器进行了简要介绍。以地质应用为主,介绍了几种痕量超痕量元素分析方法及应用全书共分12章:绪论,包括ICP-MS的起源、现状与发展趋势;ICP-QMS仪器结构和基本原理;ICP-MS分析性能与基本概念;扇形磁场等离子体质谱仪;飞行时间等离子体质谱;激光剥蚀电感耦合等离子体质谱;ICP-MS中的干扰;常用的地质样品处理方法;地质样品中痕量超痕量元素分析;…     

微区原位普通铅同位素分析技术及其地质应用进展

应用激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)和二次离子质谱(SIMS)等分析技术进行微区原位普通Pb同位素分析是微区地球化学研究的重要内容之一.综述了矿物、熔体包裹体和沉积结核的微区原位普通Pb同位素分析技术及其地质应用的新进展.这些研究资料表明该分析技术在岩浆岩成因、沉积物物源示踪、地幔地球化学、古海洋学以及矿床学等的研究中提供了常规的全岩Pb同位素分析方法难以获得的重要信息,充分展示了该分析技术在地球科学研究中的应用前景.     

LA-(MC)-ICPMS和(Nano)SIMS硫化物微量元素和硫同位素原位分析与矿床形成的精细过程

硫化物微区原位分析技术包括LA-ICPMS定点微量元素分析、LA-ICPMS和(Nano) SIMS微量元素面扫描分析,以及SIMS、Nano SIMS和LA-MC-ICPMS原位硫同位素点分析和面扫描。这些分析方法可以有效地获取不同期次硫化物微量元素含量、丰度分布图像、硫同位素比值和分布特征,结合微区时间分辨信号谱图、微量元素相关性分析等,在矿床学的成矿元素行为与赋存状态、成矿元素置换反应、成矿流体与硫的来源、矿石矿物的化学分带性、矿床成因模型等研究中有着重要的应用前景,以探讨矿床的精细成矿过程。硫化物原位微量元素和同位素LA-(MC)-ICPMS和(Nano) SIMS分析,需要降低仪器和分析方法的系统误差,克服严重的基体效应和同位素分馏效应。     

GGR Biennial Review: Advances in Laser Ablation and Solution ICP-MS from 2008 to 2009 with Particular Emphasis on Sensitivity Enhancements,Mitigation of Fractionation Effects and Exploration of New Applications

Recent developments from 2008 to 2009 in ICP-MS engineering, methods and applications are reviewed here. Of particular emphasis are advances in: (a) maximising sensitivity and reducing elemental/isotopic fractionation during laser ablation processing; (b) developing new analytical techniques to measure major, minor and trace element abundances without depending on matrix-matched calibrating materials, pre-determined internal standard concentrations and/or multiple analytical methods; (c) applying in situ and solution-based ICP-MS techniques to the analysis of forensic materials for criminal and/or nuclear investigations; and (d) improving precision and limits of detection of laser ablation multi-collector ICP-MS measurements of (ultra) trace elemental and isotopic abundances.     

Correlation and characterisation of individual glass shards from tephra deposits using trace element laser ablation ICP‐MS analyses: current status and future potential

Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA‐ICP‐MS) is a high spatial resolution analytical method which has been applied to the analysis of silicic tephras. With current instrumentation, around 30 trace elements can be determined from single glass shards as small as ～ 40 µm, separated from tephra deposits. As a result of element fractionation during the ablation process using a 266 nm laser, a relatively complex calibration strategy is required. Nonetheless, such a strategy gives analyses which are accurate (typically within ±5%) and have an analytical precision which varies from ～ ±2% at 100 ppm, to ～ ±15% at 1 ppm. Detection limits for elements used in correlation and discrimination studies are well below 1 ppm. Examples of the application of trace element analysis by LA‐ICP‐MS in tephra studies are presented from the USA, New Zealand and the Mediterranean. Improvements in instrumental sensitivity in recent years have the potential to lower detection limits and improve analytical precision, thus allowing the analysis of smaller glass shards from more distal tephras. Laser systems operating at shorter wavelengths (e.g. 193 nm) are now more widely available, and produce a much more controllable ablation in glasses than 266 nm lasers. Crater sizes of <10 µm are easily achieved, and at 193 nm many of the elemental fractionation issues which mar longer wavelengths are overcome. By coupling a short wavelength laser to a modern ICP‐MS it should be possible to determine the trace element composition of glass shards as small as 20 µm and, providing sample preparation issues can be overcome, the determination of the more abundant trace elements in glass shards as small as 10 µm is within instrumental capabilities. This will make it possible to chemically fingerprint tephra deposits which are far from their sources, and will greatly extend the range over which geochemical correlation of tephras can be undertaken. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

单个流体包裹体LA-ICPMS定量分析技术及其应用(英文)

对于不同类型的地球化学勘查样品 ,运用恰当的分析方法处理 ,是成功地发现矿床的关键。激光熔融电感耦合等离子质谱分析 ,即LA ICPMS ,是功能最强的多元素分析技术之一。该方法获得数据快捷 ,样品制备简单 ,其高灵敏度为很多主元素和微量元素 (包括铂族元素、稀土元素、高场强元素和多种成矿示踪元素 )提供了低检测限 ,正在并将要持续为地球化学应用提供新的信息。仪器由ICPMS(四极 ,多接受或磁扇域 )附加激光器 (紫外或红外波长 )而构成。应用于地球科学研究的标准仪器的激光器为具有 2 6 6nm四倍频率的Nd :YAG激光器 ,或者是具有 193nm波长的ArF激态原子激光器。激光器熔融样品 ,并通过运载气体将熔融的样品物质传送到IP ,而不是将样品溶解后 ,通过雾化器和雾化室将样品传输给ICP。这就使我们能够进行微区分析 ,如矿物环带 ,或者矿物中的微小矿物、融体和流体包裹体等。运用外标校对元素比值 ,并结合内标使用 ,可以获得定量测试结果。对于固体熔融物的分析精度一般为 2 %～ 5 %RSD(相对标准误差 ) ,对于流体包裹体则为 10 %～ 30 %RSD。LA ICPMS的一些复杂系统可能引起成分分馏和质量干扰。对于分馏效应 ,可以通过运用产生小粒子的短波长激光器和运用He作为运载气体来减小 ;对于质量干扰 ,则可以通过?     

高温熔融研制钾长石玻璃标准物质初探

激光剥蚀多接收等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)是进行原位微区分析微量元素和同位素的重要技术之一,标准样品与样品之间的基体匹配是解决影响该技术准确分析的基体效应和分馏效应的首选方案。长石(特别是长石微区)的Pb同位素组成是示踪岩石形成和演化历史的重要途径,而LA-MC-ICPMS技术则是进行长石Pb同位素原位微区分析的关键技术,然而目前国内外尚没有合适的长石Pb同位素分析标准。文章研究探讨了利用高温炉进行原位微区分析钾长石中Pb同位素组成所用外部标准物质合成条件,结果表明,常规的74μm(200目)碎样无法得到均一的钾长石玻璃,需要将初始钾长石粉末研磨至1300目以下;高温炉合成温度为1680℃;熔融时间为2 h;采用液氮方式淬火。制成的钾长石玻璃除表面具有轻微的不均一性外,内部的Pb同位素比值为1.90779±0.00009(208Pb/206Pb,2s),0.75899±0.00004(207Pb/206Pb,2s),20.909±0.002(206Pb/204Pb,2s),15.871±0.002(207 Pb/204 Pb,2s)和39.888±0.005(208 Pb/204 Pb,2s),相应的相对标准偏差(RSD)分别为0.007%、0.008%、0.016%、0.016%和0.021%。表明利用本研究方法合成的钾长石玻璃可作为潜在的钾长石中Pb同位素组成原位微区分析外部校准物质。     

非传统同位素体系在地幔地球化学研究中的重要性及其前景

非传统同位素体系(如Hf、Os、Li、Fe、Ti、Mg、He、Ar等)是相对于传统同位素体系(如Sr、Nd、Pb、O等)而言的,即新近发展起来的同位素体系。随着同位素测试技术的进步和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)、二次离子质谱仪(SIMS)以及激光剥蚀技术配合MC-ICP-MS(LA-MC-ICP-MS)等测试手段的开发应用,多种同位素体系(包括放射性同位素和稳定同位素体系)的示踪作用在地学研究中得到了日益广泛的应用。在简要介绍传统同位素体系的基础上,旨在总结报道近年来国际上有关非传统同位素体系在地幔地球化学研究中取得的重要成果,展示这些同位素体系在地幔地球化学研究中的重要性及其可能的应用前景,以加速我国在非传统同位素地球化学方面的应用研究。     

Direct major- and trace-element analyses of rock varnish by high resolution laser ablation inductively-coupled plasma mass spectrometry (LA-ICPMS)

Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICPMS) was used to determine major and trace element concentrations in rock varnish samples from the Lahontan Range, near Fallon, NV and from a remote wilderness area near the San Juan River, in southeastern Utah. The data indicate that rapid LA-ICPMS analyses provide ample analytical resolution for semi-quantitative compositional determinations of both trace and major elements in the varnish despite the presence of a rock substrate component in most analyses. The overall major element contents of rock varnish from the two localities are grossly similar to rock varnish from other locations analyzed by solution ICPMS, electron microprobe, and energy dispersive scanning electron microscopy (SEM). Differences between microprobe and LA-ICPMS analyses may stem from different sampling scales and different degrees of substrate involvement. It was possible to detect significant variations in trace element contents in the rock varnish samples. The Lahontan Range is situated within a belt of W mineralization, and varnish from that locality contained significantly higher W and Mo contents than varnish from localities outside the W belt. Lead, Tl, Bi, Cd and As contents of varnish-coated pebbles from near the San Juan River in southeastern Utah, varied by an order of magnitude as a function of the position of the sampling site on the pebble. Elevated heavy element contents on the skyward-facing varnish surfaces indicate that heavy elements may be preferentially scavenged at the locations most likely to receive direct inputs of atmospherically-deposited airborne particulates. The source of metal-rich airborne particulates, in this case, is probably any one of several large coal-fired power plants in the Four Corners region, proximal to the San Juan study area. These patterns indicate that rock varnish chemistry is influenced by atmospherically-derived fluxes of both dissolved and particulate constituents, and that rock varnish can be used as a passive environmental indicator for a wide variety of elements, in much the same manner as moss and lichens.     

Li2B4O7熔融玻璃-激光剥蚀等离子体质谱法测定水系沉积物国家标准定值样品中微量元素

建立了激光剥蚀等离子体质谱法直接测定Li2B4O7熔融玻璃中微量元素的分析方法。详细讨论了内标元素的选择及Li2B4O7熔融玻璃的均一性、背景空白对分析测定的影响。以Li2B4O7熔融玻璃中低同位素丰度的6Li作内标，水系沉积物国家标准参考物质熔融玻璃建立多元素标准校正曲线，用于标准参考物质及水系沉积物定值样品的分析，测定值与标准值或溶液雾化等离子体质谱结果比较，具有较好的一致性。     

中国台湾龟山岛热液自然硫中微观包体的元素富集特征

台湾东北部的龟山岛浅海热液体系产生大量的热液自然硫.为了理解微量元素在自然硫中的富集规律和机制,采用激光剥蚀等离子体质谱仪（LA-ICPMS）对龟山岛自然硫进行了元素含量分析.结果显示,硫磺基底仅含有As、Se和Te等岩浆脱气产生的挥发性亲铜元素.Fe、Mn、Co、Ni等亲铁元素主要来自于安山岩基岩,富集于富铁或含硅包体中.Al、Zn、Ba、Pb、La、Ce、Au、Ag等元素显著富集于含硅包体中,表明这些元素受硅酸盐矿物控制.富铜包体具有最高的Hg、Pb、Zn等亲铜元素的单位富集程度.首次对龟山岛热液自然硫中的微量元素分布进行了原位微区分析,有助于理解微量元素在热液活动中的来源、分布和分配等地球化学行为.