利用MC-ICPMS精确测定143Nd/144Nd和Sm/Nd比值

多收集器等离子体质谱(MCICPMS)用于分析SmNd同位素时,质量分馏系数(β)与同位素的质量数呈线性关系.可以采用两种方法进行质量分馏校正:双分馏系数内部校正法(DFIC)和单分馏系数外部校正法(SFEC).采用DFIC法,对国际标样ShinEtsuJNdi1和实验室标样NdGIG进行了为期五个月的143Nd/144Nd比值测量统计,结果分别为0.512120±0.000012(2σSD)、0.511532±0.000013(2σSD).采用SFEC法,对NdGIG标样的测量统计结果为0.511525±0.000015(2σSD).两种方法的测量结果在分析误差范围内与其推荐值或TIMS测量值完全一致.对加Ce和Sm的NdGIG混合溶液分别进行了Ce和Sm对143Nd/144Nd比值分析的干扰校正研究和Sm/Nd比值测量,结果显示,143Nd/144Nd比值分别与Ce/Nd、Sm/Nd测量值呈线性关系,Sm/Nd测量值与其质量比值亦呈很好的线性关系.这表明利用MCICPMS可以快速精确地测定存在Ce、Sm干扰的样品的143Nd/144Nd比值,同时可获得精确的Sm/Nd比值,而无需加入稀释剂.这就使直接测定地质样品的SmNd等时线年龄成为可能.     

多接收器等离子体质谱(MC-ICPMS)高精度测定Nd同位素方法

多接收器等离子体质谱是近年发展起来的高精度同位素分析手段之一,通过用等离子体质谱测量Nd国际标准材料La Jolla和JMC Nd203以及实际样品GBW04419,研究MC-ICPMS测量Nd的质量分馏特点,解决MC-ICPMS测量的关键所在质量分馏校正.通过修正分馏系数,可以实现理想的分馏校正.结果显示出所得到的分析精度达到热电离质谱的测量水平.具有实际地质样品代表性的实验室内部标准CAGS-Nd-1重现性长期分析结果为:143Nd/144Nd=0.512072±0.000008(2σ,n=140).     

一种新的稀有金属矿床定年技术：微区原位Sm-Nd定年

¹⁴⁷Sm-¹⁴³Nd放射性同位素体系在地球科学研究中得到了广泛的应用,经典的同位素稀释-热表面电离质谱法(ID-TIMS)一直是Sm-Nd同位素高精度测定的基准技术,但具有耗时长、成本高、样品需求量大等缺点,并且难以揭示微观尺度单矿物所蕴含的地球化学信息。近年来兴起的微区原位分析,具有简单、快速、高空间分辨率的特点,可以从微米尺度示踪岩浆和热液的起源及演化过程。本文通过同时测定Sm和Nd同位素质量分馏系数,实现¹⁴⁴Sm对¹⁴⁴Nd干扰的准确校正,获得了人造玻璃、磷灰石、榍石、独居石等几种不同基体标准样品(NIST610、Durango、MAD-2、BLR-1、117531)精确的¹⁴³Nd^/144Nd比值,与推荐值在误差范围内一致。然而,由于Sm和Nd元素性质的差异,在激光剥蚀和质谱电离过程中会产生明显的元素分馏,导致¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd很难进行精确校正,本文通过在进样系统中引入液态气溶胶,有效克服了基体效...     

钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液研制

钕同位素比值(~(143)Nd/~(144)Nd)是Sm-Nd同位素方法的关键量值,由于被测样品的~(143)Nd/~(144)Nd比值变化范围很小,所以对~(143)Nd/~(144)Nd比值测试的精准度要求很高(精度优于0.005%)。为了获得高精度和高准确度的测试数据,分析过程中所用Nd同位素标准物质起着重要作用。以往的Nd同位素标准物质都是氧化钕,经过近三十年有的已消耗殆尽。本文阐述了钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液的研制,经检验标准溶液的均匀性和稳定性良好,由11家实验室协同定值,采用MC-TIMS和MC-ICP-MS方法测定~(143)Nd/~(144)Nd,确定了Nd同位素标准溶液的特性值~(143)Nd/~(144)Nd=0.512438,不确定度为5×10-6。此标准溶液于2015年5月获得国家标准样品证书(批号为GSB 04-3258—2015),可被用于地质、资源、海洋、环境、考古等多种样品~(143)Nd/~(144)Nd比值测定时的仪器校准和分析过程的质量监控。     

Sr-Nd同位素初始比值和Nd模式年龄的误差估算

SrNd同位素参数广泛应用于岩石物质来源及其成因研究,但绝大多数研究者在应用这些参数时并未说明它们的误差大小,这种做法并不科学。作者首次利用误差传播定律推导出了有关参数的误差估算公式,这些参数包括Sr同位素的初始比值(87Sr/86Sr)t、Nd同位素的初始比值(143Nd/144Nd)t、εSr(t)、εNd(t)、Nd同位素模式年龄等。Rb、Sr含量的高低及其测定误差决定着(87Rb/86Sr)s的误差,Sm、Nd含量的高低及其测定误差决定着 (147Sm/144Nd)s的误差,(87Rb/86Sr)s的大小及其误差、(87Sr/86Sr)s误差、年龄值大小及其误差共同影响着(87Sr/86Sr)t的误差。同样,(147Sm/144Nd)s的大小及其误差、(143Nd/144Nd)s 的误差、年龄值大小及其误差共同影响着(143Nd/144Nd)t的误差。Nd同位素球粒陨石模式年龄TCHUR和单阶段亏损地幔模式年龄TDM的误差影响因素主要包括(147Sm/144Nd)s的大小、(143Nd/144Nd)s 的大小及这两个比值的误差,而Nd同位素两阶段亏损地幔模式年龄TDM2的误差除上述影响因素之外,还包括年龄值大小及其误差。通过对广西姑婆山4个花岗岩样品SrNd同位素参数及其误差的计算,作者对各个影响因素进行了详细分析,认为采用同位素稀释质谱法测试数据和高精度的年龄数据是获得理想示踪参数的保证,Rb、Sr、Sm、Nd含量沿用微量（包括稀土）元素测试结果的做法是不可取的,对高Rb样品更应该谨慎从事。建议研究者在使用SrNd同位素参数时能够估算这些参数的误差,并在文章中有所说明。     

中国地质科学院研制成功第一个国家钕同位素比值(~(143)Nd/~(144)Nd)标准样品

<正>2015年7月,由中国地质科学院地质研究所同位素地质研究实验室研制的"钕同位素比值分析标准样品"获得中华人民共和国国家标准样品证书(编号及批号为GSB 04-3258-2015)。这是国内目前第一个获得国家标准样品证书的143Nd/144Nd比值标准样品,应用前景广泛。钕同位素比值分析标准样品是给定143Nd/144Nd特性量值的标准溶液,可用于地质、资源、海洋、环境、考古等多种样品143Nd/144Nd比值测定的仪器(热电离质谱和多接收等离子体质谱)校准和分析过程的质量监     

激光原位LA-MC-ICP-MS测定地质样品Sm-Nd同位素方法新进展

本文综述了近10年来激光原位LA-MC-ICP-MS测定地质样品Sm-Nd同位素测试技术的最新进展,着重介绍了同质异位素干扰校正的关键技术难点及校正方案。LA-MC-ICP-MS技术对轻稀土富集矿物可以获得可靠的~(147)Sm /~(144)Nd and~(143)Nd /~(144)Nd值,是当前进行地质样品激光原位Sm-Nd同位素测定的主要技术,配合矿物微区U-Th-Pb年龄测定和微量元素分析,可以对矿物的成因演化提供重要的制约参数。多元同位素体系(Sr-Nd-Hf同位素、U-Th-Pb年龄和微量元素)的原位微区联合测定,低含量地质样品(小于500μg/g)和高Sm/Nd值矿物(如磷钇矿Sm/Nd远远大于1,有时甚至达到10)的Sm-Nd同位素组成的准确测定是未来LA-MC-ICP-MS激光原位Sm-Nd同位素测定的主要发展方向之一,具有广阔的应用前景。     

电感耦合等离子体质谱法测量铼和锇同位素比值的质量分馏校正

用Re标准溶液测定出X Series-7电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测器的死时间为43ns。由于Re和Ir的对数分馏系数线性相关,可以用Ir对Re进行在线分馏校正。利用配制的Re同位素比值标准溶液检验该方法,大多数校正值对标准值的相对偏差在±0.1%以下。ICP-MS测量时,Os的分馏系数与中位质量数成正比,采用由迭代方法得到的样品和稀释剂混合物的同位素比值(192Os/188Os)mix作为标准化值对其他Os同位素比值进行分馏校正。用已知Os同位素比值的标准溶液对该方法进行检验,结果表明,经校正后,大多数校正值与标准值的相对偏差在±0.3%以下。上述Re-Os同位素分馏校正方法将改善用ICP-MS进行Re-Os定年时的精密度和准确度。     

多收集器等离子体质谱快速精确测定钕同位素比值

应用多收集器等离子体质谱,采用双分馏系数内部校正法对国际标样Shin-EtsuJN di-1和实验室标样Nd-GIG的143Nd/144Nd比值进行了为期3个月的测量统计,结果分别为0.512121±0.000011(2σ,SD)、0.511531±0.000010(2σ,SD)。采用单分馏系数外部校正法对Nd-GIG标样的测量统计结果为0.511522±0.000008(2σ,SD)。测量结果在分析误差范围内与其推荐值或表面热电离质谱测量值完全一致。对m(Ce)/m(Nd)约为0.10的两份Nd-GIG混合样进行了测量,结果表明,利用多收集器等离子体质谱可直接分析残留铈的样品,其测量结果在误差范围内。     

江西省金溪—南城湿合岩和花岗岩的岩石地球化学及同位素地球化学研究

在研究金溪—南城变质混合岩带中混合岩、花岗岩的矿物岩石学基础上,详细研究了它们的Nd、Sr、Pb、O同位素组成.混合岩、花岗岩初始钕同位素组成(143Nd/144Nd)i=0.511689～0.511853,在εNd-T图中位于该地区结晶基底变粒岩、片岩Nd同位素演化域上方,褶皱基底绢云千枚岩Nd同位素演化线下方;初始锶同位素组成(     

Sm-Nd同位素准确测定的影响因素分析

通过对Sm-Nd同位素测定的流程分析,探讨了对Sm-Nd同位素分析的影响因素。采用HF+HNO3+H3BO3溶解样品,可有效地消除氟化物对REE回收率的影响;样品容器和分离柱的本底是全流程本底的主要来源;根据同位素稀释法误差倍增曲线,合理加入稀释剂的量可有效提高147Sm/144 Nd测定的准确度;稀释剂加入量对稀释法同位素比值测定的影响主要来源于稀释剂同位素组成测定的不确定度,通过数学迭代法,可对稀释剂同位素组成测定的质量分馏效应进行有效校正,提高稀释剂同位素组成的准确性。     

云南老王寨金矿区煌斑岩的Sr、Nd同位素研究

广泛分布于云南老王寨金矿区、与金矿化时空密切共生煌斑岩，与原始地幔现代值相比具有相对高87Sr/86Sr比值（0.70644-0.70895）和低143Nd/144Nd比值（0.512436-0.512524）。对比分析及有关模拟计算结果表明，本区煌斑岩具有上述Sr、Nd同位素组成特征可能不是“基性岩浆陆壳混染”的产物，而是交代异常地幔部分熔融的结果。     

采用氧化物方式高精度测量微量样品钕同位素比值

微量样品Nd同位素比值的高精度测定在地球科学和环境科学研究中具有重要的意义,同时也是同位素测定的难点.对1ng以下的国际标准样品进行了高精度质谱测试.采用新一代高精度热电离质谱计(IsoProbe-T)分别运用Nd 和NdO 测试方法,多次测量常量(≥200ng)和超微量(0.25ng、0.5ng和1ng)Nd标准物质(Ames、JMC和Jndi-1)和实验室内部标准LRIG-Nd溶液.质谱计同位素比值测量均采用静态多接收模式.143Nd/144Nd比值测量的内部精度均优于0.003%.与传统的Nd 测量方式相比,NdO 测量方式具有显著的优势,即有极高的灵敏度,是Nd 分析灵敏度的100倍左右.     

榴辉岩中石榴子石退变质环带对高压变质矿物之间Nd,O同位素平衡的影响

一产于大别山北部铙钹寨面理化橄榄岩中的强变形榴辉岩的石榴子石具有退变质环带 ,表现为边部CaO含量下降和MnO含量升高 ,指示Ca和Mn在石榴子石具有较快的扩散速率。该榴辉岩中石榴子石 +绿辉石连线给出的Sm Nd年龄为 187± 5Ma ,显著小于大别山南部超高压榴辉岩及北部榴辉岩的Sm Nd年龄 (分别为 2 2 1± 5～ 2 2 8± 3Ma和 2 10± 6～ 2 14± 6Ma)。这一偏低的Sm Nd年龄可能是由于石榴子石退变质环带引起14 3 Nd/ 14 4 Nd降低所造成的。对该样品石榴子石、绿辉石和石英的δ18O测定表明 ,这些矿物之间的实测分馏值小于它们在 5 0 0～ 90 0℃条件下的平衡分馏值 ,从而证明它们之间存在氧同位素不平衡。榴辉岩中石榴子石的退变质环带也可造成绿辉石与石榴子石之间显著的Nd同位素和氧同位素不平衡现象。     

硫酸盐硫同位素的MC-ICP-MS测定方法研究

本文详细介绍了硫同位素的MC-ICP-MS测定方法,包括样品和标样的准备以及仪器质量歧视的校正。并对测试过程中的谱学干扰、基体效应、浓度效应等进行了评估。在对基体效应的探究中,详细阐述了基体对硫同位素比值和硫信号值的影响。在对浓度效应的探究中,介绍了硫的浓度效应校正曲线,使得硫同位素的MC-ICP-MS测试过程更为简便快捷。     

沾化凹陷新近系沉积物的C、O、Sr、Nd同位素组成变化对古环境变迁的记录

沾化凹陷新近系馆陶组(Ng)广泛发育了一陆相螺化石层.来自螺化石层上下沉积层位的馆陶组和明化镇组(Nm)泥灰岩的C、O、Sr、Nd同位素的分析结果显示,螺化石层所在Ng4段泥灰岩具有比其上下部泥灰岩较低的δ13C值和较高的δ18O值,而螺化石埋藏层位的泥灰岩具有相对较低的δ13C和87Sr/86Sr值以及相对较高的δ18O值.143Nd/144Nd比值在剖面上的变化不明显,反映Ng、Nm沉积时期凹陷具有稳定的物源区;而C、O、Sr同位素组成的系统变化则指示了古沉积环境的变化.其中Ng4段沉积时期气候相对干热,Ng3、Nm1 2段沉积时期气候相对湿热;螺化石层泥灰岩所表现出的低87Sr/86Sr值和螺化石壳体相对高的δ13C和δ18O值可能代表了区域上一次重要的气候干热化事件,该时期大气降水明显减少,湖泊蒸发量较大,使得盆地的水体盐度增加,水体中87Sr/86Sr降低和δ18O值增加,同时水体营养生物和河流输入的营养物质减少,致使田螺最终死亡.随后环境气候相对湿热,生物生产力提高和碎屑物质供应的增加使得87Sr/86Sr值和δ13C值增加,大气降水补给导致沉积介质的δ18O值降低.     

磷灰石Sr-Nd同位素的激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱微区分析

磷灰石是常见的副矿物,具有较高的Sr-Nd含量和较低的Rb含量,对其微区Sr-Nd同位素组成的准确测定可以为精细地质作用过程的探讨提供重要的地球化学信息.激光剥蚀-多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)具有分析速度快、分析精度高和空间分辨率高的特点,特别适合大量细颗粒磷灰石样品的Sr-Nd同位素分析,而同位素干扰的精确扣除和仪器质量歧视校正是原位微区分析准确获得Sr-Nd同位素比值的关键.本文利用LA-MC-ICPMS技术,综合最新发表的Kr、Rb、稀土二价离子及钙聚合物对Sr同位素的干扰扣除方法和Sm对Nd同位素的干扰扣除方法,对仪器的质量歧视进行了校正,建立了磷灰石原位Sr-Nd同位素分析方法.用此方法对一个磷灰石国际标准样品Durango和两个实验室标准Apatite 1和PE进行了详细的Sr-Nd同位素测定,结果表明,对Sr-Nd含量足够高的磷灰石样品可以准确地获得其Sr-Nd同位素组成,测试结果与文献报道值或热电离质谱(TIMS)测试值在误差范围内一致,Sr同位素的测试精度＜0.015％ (2SD),Nd同位素的测试精度＜0.005％ (2SD),达到了国际同类实验室水平;且三个磷灰石标准样品同位素组成较为均一,都是理想的原位Sr-Nd同位素分析参考物质.     

石英一水一盐体系氧同位素分馏作用

温度为180—550℃,盐度(wt.％)分别为0、5、25和40条件下,在高压釜内完成了由硅胶合成石英的氧同位素分馏作用实验研究,目的是了解:①盐同位素效应;②△t值对同位素分馏的影响;③温度与同位素分馏系数的关系。研究资料表明:低温条件下矿物和纯水之间同位素平衡作用不可能发生;影响含氧矿物(初)之间氧同位素平衡速率的因素包括盐度、△t值大小和温度等;我们的研究还表明,盐度对同位素分馏作用同系数无影响,即不存在所谓的“同位素盐效应”。在180—550℃温度范围内,不同盐度条件下获得的石英-水氧同位素分馏实验方程为:10001nα_(石英-水)=3.306×10~5T~(-2)—2.71。     

湘西渣滓溪钨锑矿床白钨矿的Sm-Nd和Sr同位素地球化学

渣滓溪钨锑矿床位于湘西雪峰山弧形构造带的中段,是我国典型的脉状充填型锑矿床。本文对渣滓溪矿区不同产状产出的白钨矿进行了Sm-Nd和Sr同位素研究。研究表明,渣滓溪矿区白钨矿Sm/Nd变化范围相对较宽（0.36~0.63）,143Nd/144Nd为0.51211~0.51288;在147Sm/144Nd-143Nd/144Nd图解中,该矿白钨矿样品没有明显的线性分布趋势,无法厘定出该矿的准确成矿时间。该矿白钨矿的Nd(t)明显可分为两组（-10.2~-14.7和-3.79~+0.01）,其成矿流体中的Nd主要有两个来源,一部分可能来自晚元古代地层或下伏陆壳基底的碎屑岩,另一部分很可能与冷家溪群的基性、超基性岩有关。与Nd同位素不同,渣滓溪成矿流体中Sr同位素组成均一化程度较高,该矿白钨矿87Sr/86Sr为0.7304~0.7329;该矿这种明显富放射成因87Sr的成矿热液,排除了成矿流体来自海水和赋矿围岩作为唯一矿源层的可能性,下伏陆壳的结晶基底很可能是这种高放射成因Sr的提供者。沃溪和渣滓溪矿区白钨矿Sr-Nd同位素组成的对比研究表明,两矿区的成矿物质来源有所不同,前者应来自一种更古老、更成熟、更富放射成因Sr的下伏陆壳基底。     

用多接收电感锅合等离子体质谱仪(MC-ICPMS）测定Cu同位素

用多接收电感藕合等离子体质谱仪（MC- ICPMS)测定了Cu同位素，实验研究中MC-ICPMS测定铜同位素组成的仪器质量歧视和同位素分馏校正采用SSB方法（Sample-Standard-Bracketing）。本研究主要包括①干扰的评估：同质异位素的影响与浓度效应；②ε65Cu测定的重现性。