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).     

MC-ICP-MS高精度测定Pb同位素比值

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Pb国际标准物质NBS981和NBS982,显示出多接收器等离子体质谱分析Pb同位素的优势。利用205Tl/203Tl进行作为内标，可以实现Pb同位素的质量分馏校正，极大地提高了Pb同位素分析的重现性。相比较热电离质谱，该方法精度更高，样品的用量更少，测试时间更短，多接收器等离子体质谱测定Pb同位素技术有良好的应用前景。     

用双稀释法测定地质样品中的铅同位素组成

随着超净化实验室条件的完善以及多接收同位素质谱技术的成熟，铅同位素双稀释法倍受关注。用双稀释法测定铅同位素比值的方法原理，以及^204Pb—^207Pb双稀释剂的配制和标定方法。通过对标准物质NBS981和地质样品的分析测定，表明用双稀释法测定铅同位素比值，可以有效校正由质谱分析造成的同位素分馏效应，从而提高分析结果的精度和准确度。     

岩石中微量铅分离方法的实验研究

介绍了一种分离岩石中微量铅及超微量铅的新方法.在此方法中首先采用Dowex 1×8阴离子交换树脂,使铅与绝大多数金属离子分离,然后采用阳极电解法使铅进一步纯化.全流程空白为(2～4)×10-11g/mg.这样制备出的样品消除了铅质谱分析的干扰元素,提高了质谱测试精度.质谱分析时,采用NBS981对铅同位素进行分馏校正,进一步提高了分析精度,质谱测试精度均高于1‰.     

华南地区泥盆系MVT铅锌矿床S、Pb同位素特征

华南泥盆系密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床,受控于泥盆系海进序列的台地碳酸盐岩,大体可分为以凡口为代表的中低温热液型和以泗顶、北山为代表的低温热液型。在矿床学研究基础上,对研究区内不同类型的铅锌矿、硫铁矿开展系统的硫、铅同位素分析,收集和测定493件S和64件Pb同位素数据,总结硫、铅的来源和硫同位素分馏机制,并初步探讨了成矿机制。硫同位素研究显示,矿石硫有多种来源,主要来自于还原性卤水,部分来自氧化性卤水中ΣSO_4~(2-)的还原,少量硫来自于矿区含矿地层。不同矿床在成矿作用过程中硫同位素的分馏机制不同。在以凡口为代表的中低温热液矿床中,矿石δ~(34)S值高且相对集中,以热力学分馏为主,生物分馏作用较微弱;在以泗顶、北山为代表的低温热液矿床中,矿石δ~(34)S值低且分散,以生物分馏作用为主,仅部分中粗粒铅锌矿石以热力学分馏为主。成矿作用过程中硫同位素分馏远未达到平衡状态。不同矿床的矿石铅同位素组成呈线性分布,反映出不同来源铅的混合。古老铅来自遭剥蚀的古陆,年轻铅代表泥盆系沉积物的普通铅。二者的比例与岩石中陆源物质(Pb)的含量相对应。成矿时的铅直接来自于氧化性卤水,间接来自于卤水对流经的泥盆系含矿层(尤其是底部碎屑岩)的淋滤,更间接地来自古陆剥蚀区以及海相沉积物。金属物质的迅速沉淀成矿作用与两类流体的混合有关,氧化性卤水来自蒸发盐红层盆地,沿泥盆系底部紫色砂岩经区域性迁移,其中富含大量金属成矿元素,并含有少量呈ΣSO_4~(2-)的硫;而还原性流体中富含ΣH2S的硫。流体的混合作用局限于矿区范围内,并不存在区域性的简单大规模流体混合过程。     

W同位素高精度负离子热电离质谱(NTIMS)测定方法

W同位素的高精度测定对于研究地球、月球和太阳系其他行星的起源和早期演化、核幔相互作用等领域具有重要意义。本文开展了负离子热电离质谱(NTIMS)高精度W同位素测定方法研究(测定WO_3~-)。采用多接收动态跳扫方式对W同位素进行测定,实时在线测定~(18)O/~(16)O,并利用实验室实时在线氧校正NTIMS Os同位素分析时获得的~(17)O/~(16)O-~(18)O/~(16)O同位素分馏趋势线计算~(17)O/~(16)O,进行氧校正计算。对多接收动态和多接收静态数据处理方式及不同的同位素分馏校正方法进行了详细对比研究。在上述工作基础上,最终建立了以~(186)W/~(184)W=0.92767进行标准化,采用多接收动态方法进行数据处理的在线氧校正W同位素NTIMS测定方法。~(182)W/~(184)W测定结果的外部精度(2RSD)可达3×10~(-6)～6×10~(-6),基本满足地球、月球和行星早期演化等W同位素研究工作的需要。     

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。     

利用二次离子质谱分析珊瑚的氧同位素组成

本文针对二次离子质谱分析珊瑚氧同位素组成过程中存在的非规律性基体效应问题,提出多控制点分段计算并分段校正珊瑚的氧同位素分馏方法。为验证该方法的有效性,我们对比了原位微区分析的珊瑚δ~(18)O_(PDB)和磷酸法分析对应的月分辨率的珊瑚粉末氧同位素结果,两者展示了很好的相关性,说明本文提出的校正方法可以校正样品差异带来的基体效应,能够简单并有效地提高珊瑚微区氧同位素的准确度。该方法对研究珊瑚中氧同位素分馏机理、评估珊瑚生命效应的影响以及利用氧同位素重建高分辨率古气候记录的合理性具有重要意义。     

多接收器等离子体质谱精确测定铼含量及其同位素丰度

利用多接收器等离子体质谱建立了快速精确测定铼含量及其同位素丰度的方法。溶液中加入铱元素进行铼同位素的质量分馏校正,在常规的溶液雾化进样条件下,采用同位素稀释法可准确测定纳克级的铼含量。铼标样A的自然同位素丰度的测量结果为185Re(37.437±0.008)%、187Re(62.563±0.008)%(2σ,n=5);铼稀释剂的同位素丰度测量结果为185Re(5.576±0.018)%、187Re(94.424±0.018)%(2σ,n=7);与未进行分馏校正的同位素组成的测量结果相比,精度和准确度均有提高。利用同位素稀释法测得铼标样A的浓度为(516.48±0.35)ng/g(2σ,n=5);测量精度和准确度均优于0.10%;利用反同位素稀释法对铼稀释剂B进行了详细的测量,平均测量结果为(62.74±0.26)ng/g(2σ,n=15),在分析误差范围内与其标定值完全一致;与未进行分馏校正的浓度测量结果相比,铼同位素丰度及铼含量的测量准确度均明显提高。     

利用δ~(53)Cr定量评价Cr(Ⅵ)还原程度的实验研究

地下水污染的"原位修复"是当今国际上净化地下水最具发展前景的新技术,但对铬污染地下水"原位修复"尚未有科学有效的评价方法。定量评价地下水中Cr(Ⅵ)的被还原程度成为保护与修复铬污染地下水的关键问题。通过室内Cr(Ⅵ)的还原实验,分析Cr(Ⅵ)在还原过程中铬稳定同位素变化规律,研究其分馏机理,探索利用铬同位素定量评价地下水中Cr(Ⅵ)还原程度的可行性。研究结果表明:Cr(Ⅵ)在被还原成Cr(Ⅲ)过程中,发生明显的同位素分馏,即反应物中53Cr逐渐富集,同时生成物中52Cr逐渐富集;分馏过程可用瑞利分馏模型描述,分馏系数α为常数0.99842。表明δ53Cr能够定量评价水体中Cr(Ⅵ)的还原程度,为评价地下水铬污染修复提供了新途径。     

理论计算阳离子对水体中B(OH)_3和B(OH)_4~-间硼同位素平衡分馏的影响

采用密度泛函方法模拟了阳离子对水体中B(OH)3和B(OH)4-的影响,计算海水的硼同位素平衡分馏参数。模拟海水环境时,选择基于分子簇模型的"水滴"法,以最多12个水分子环绕兴趣分子的方式构建"水滴"。对海水环境的计算结果显示,B(OH)3和B(OH)4-的硼同位素平衡分馏系数在25?C时为1.031,与纯水环境下的该分馏值并无明显差别。研究表明前人对B(OH)3和B(OH)4-间硼同位素平衡分馏参数的实验测定可能存在问题。研究结果为精进硼同位素古环境重建工作和硼同位素平衡分馏测定提供了理论制约。     

岩石中Pb同位素的多接收等离子质谱测定——数据、分析和处理流程以及注意事项

作者在昆士兰大学利用多接收等离子质谱仪MicromassIsoprobe测定了7种USGS岩石参考标准AGV-1、AGV-2、BHVO-1、BHVO-2、BCR-2、BIR-1/1和W-2的Pb同位素组成,同时测定了标准物质NBS981的Pb同位素组成。采用~(203)Tl-~(205)Tl同位素作为内部标准进行同位素分馏校正。所获得达到NBS981和USGS岩石标准AGV-1、BHVO-1的同位素比值的精度可与热电离质谱双稀释剂法或三稀释剂法数据相媲美,甚至具有更高精度。而BHVO-2、AGV-2和BCR-2     

微量水δ(~(17)O)和δ(~(18)O)CoF_3法线外同时测试新技术

三氧同位素(16O、17O、18O)组成特征可有效示踪天然水循环及其环境效应,微量水δ(17O)和δ(18O)CoF3法同时测试新技术的建立,可为三氧同位素定量研究提供有效的分析手段,特别是能够捕捉到像光合作用、呼吸作用等生物过程中发生的同位素分馏现象。在国内首次建立了微量水δ(17O)和δ(18O)CoF3法线外同时测试新技术,样品量仅需2μL,整个制样时间约40min。采用在质谱测试前对待测样品在100℃下预热10 min,待O2完全解吸后再进行质谱测试的方法,避免了制样和测试过程中的记忆效应及分馏效应,δ(17O)和δ(18O)的分析精度分别达到±0.07‰和±0.14‰。该法使用固体试剂CoF3替代了剧毒的气态氟化物BrF5,使得制样流程更加安全可靠且样品量少,适用性强,具有很大的推广应用价值。     

铅同位素研究新进展—“双稀释剂”测定方法和“AGSO—CSIRO”模式年龄

适当的仪器质量分馏校正是提高同位素分析数据精度的关键。重新“复活”了的铅同位素“双稀释剂”测定方法可实现严格的仪器质量分别校正,以区域锆石Ｕ－Ｐｂ年龄为控制点的“ＡＧＳＯ－ＣＳＩＲＯ”铅同位素模式年龄方法可获得精度很高的定年结果,铅同位素研究的应用必将因此而得到更大的发展。     

沥青铀矿(GBW04420)的微区原位U-Pb定年分析

GBW04420是沥青铀矿铀铅同位素年龄国家标准物质,是TIMS法分析铀矿物铀铅含量和年龄的标准,最近在国内被大量应用于微区原位U-Pb定年分析。本文分别利用电子探针化学定年法(EPMA CHIME)、电子探针与质谱仪联用法(EMPASIMS/LA-MC-ICPMS)、二次离子质谱法(SIMS)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(ns/fsLA-MC/HR/Q-ICP-MS)、同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS),对GBW04420进行了U-Pb定年分析;发现GBW04420的沥青铀矿颗粒之间年龄是不均一的。甚至,在加拿大曼尼托巴大学SIMS实验室两次分析得到的结果不同。由此,作者认为对于沥青铀矿标准物质GBW04420作为基体匹配标准物质来进行分馏校正,需谨慎对待。     

精确测定碳酸盐中~(13)C和~(18)O的δ值数据处理的探讨

同位素比值最精确的测量方法是质谱分析方法。它能在极其微小的变化范围内测定同位素的含量和差异。当然,只有在客观地计算测量误差及恰当的数据处理时,才能给予同位素分析数据的正确解释。 用质谱计测定碳酸盐中碳、氧同位素的δ值,其测量值(δ测)不等于真值(δ真),常常差一个系数K,即δ真=K·δ测。决定K值的因素有:仪器的系统误差、工作状态及外界条件等因素。实验数据的精密度和准确度,还决定于制样方法本身的分馏效应及其数据的处理。前者可以采用双标准方法测     

MC-ICP-MS测定地质样品中锶同位素比值的化学分离方法探究

<正>随着质谱分析技术的迅速发展,多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)已广泛应用的同位素分析,与热电离质谱仪相比,它不仅精度高,而且几乎可以有效电离所有高电离能元素,比如TIMS不易电离的Cu、Fe、Zn、Zr等,并且分析步骤简单,有效提高了分析效率。另外,连续的离子源,可以保证同位素分馏稳定,对于一些传统的Sr、Pb、Nd同位素分析提供有效的分馏校正,利用同心雾化室,连续进样系统,保证测定数据稳性,减少样品用量,节约分析耗时及成本(韦刚健等,2002)。     

钼及钼同位素地球化学——同位素体系、测试技术及在地质中的应用

多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的广泛应用使过渡金属元素同位素地球化学的研究近年来获得蓬勃发展.利用元素双稀释剂法对钼同位素值进行校正,目前可以获得±0.1‰(2σ)的测试精度.自然界中钼同位素分馏δ98/95Mo可达～3‰,其分馏机制与环境的氧化-还原状态有关.在氧化环境下钼以MoO2/4-的形式与锰...     

离子交换分离过程中铅同位素分馏评估及针对MC-ICPMS铅同位素测定的分离纯化方法的修正

本文对分离纯化样品过程中铅同位素的分馏进行了评估,并描述了适于MC-ICPMS同位素测定的分离纯化方法。利用AG1-X8阴离子交换树脂分离纯化样品中铅的过程确实导致了铅同位素的质量分馏。尽管分离纯化过程导致的铅同位素分馏程度较小(0.43‰amu-1),但明显超出了仪器的测试误差(0.23‰amu-1),如果样品中铅的回收率太低,会导致铅同位素测试值明显偏离真值。利用AG1-X8阴离子交换树脂,以0.2mL 1mol/L HBr溶液为上样介质,以5mL 1mol/L HBr和0.5mL 2mol/L HCl溶液为淋洗液,1.5mL 6mol/L HCl溶液为洗脱液,利用该分离流程可以保证获得样品中铅同位素的准确值。在本实验研究条件下,相对于过柱前样品,前期淋洗液富集铅的轻同位素(δ208Pb0),后期淋洗液富集铅的重同位素(δ208 Pb0),表明在该实验条件下,铅的重同位素组分比轻同位素更容易和树脂结合,AG1-X8阴离子交换树脂吸附铅的配分系数208 D/204 D大于1。解吸被树脂吸附铅的过程中,铅在不同络合形式间的交换反应可能导致了铅同位素的分馏效应,意味着无机络合物或者有机大分子参与反应的过程可能会导致铅同位素的分馏。     

通用同位素标准化程序及在Sr、Nd同位素分析上的应用

固体元素的同位素在热表面电离质谱计上分析时,会产生同位素分馏,使得同位素比值测量的重复性和测量精度都受到局限。而在同位素地质学中,有时所遇到的样品之间的同位素比值差别很小,以致被测量过程中的同位素分馏所掩盖,使同位素地质方法的应用受到限制。