193nmLA-ICPMS对国际地质标准参考物质中42种主量和微量元素的分析

本文采用配备有 193nm Ar F准分子 (excimer)激光器的 Geo L as2 0 0 M剥蚀系统和 Elan6 10 0 DRC ICP- MS对 4个美国地质调查所 (USGS)玻璃标准参考物质以及 3个美国国家标准技术研究院 (NIST)人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质中几乎覆盖整个质量数范围 (从 7L i到 2 38U)的 38个微量和 4个主量 (Na、Mg、Ti和 Mn)元素进行了分析。分析结果表明 ,无论是对 USGS还是 NIST玻璃 ,元素分析的相对标准偏差 RSDs和分析值与参考值之间的相对偏差 (RDs)一般优于 10 % ,RSD和RD较大的元素主要出现在含量很低或不均匀样品中。稀土元素的 RSD显示 ,除 AGV- 2 G可能存在不均匀现象外 ,其它所测样品在 6 0 μm尺度上 ,元素分布是均匀的。本研究证明 ,由于 ICP- MS具有 10 8cps(每秒计数 )的动态线性范围 ,本实验室的L A- ICPMS系统可定量分析含量在百分之几的主量元素及微量元素。分析精密度和准确度可与常规溶液雾化进样 ICP- MS方法相媲美     

大别榴辉岩Lu-Hf年代学研究

本文利用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)进行了同位素稀释法Lu-Hf年代学研究,建立了全岩Lu、Hf的分离条件.     

ICP-MS测定地质样品中37个元素的准确度和长期稳定性分析

对Elan6100DRC型ICP-MS近五年来所测得的国际地质标样BHVO-1(玄武岩)和AGV-1(安山岩)中的37个元素的测定值以及仪器灵敏度的长期漂移情况进行了统计分析(共计146次)。结果表明,几年来ICP-MS所测数据的长期稳定性和准确度都较好,除个别元素Li(BHVO-1)、Be(BHVO-1))、Cr(AGV-1)、Cs(BHVO-1)和Pb(BHVO-1)的相对误差(与参考值比较)接近或略大于10%外,绝大多数元素的相对误差和相对标准偏差(RSD,测定值之间,n=146)都在5%以内;仪器灵敏度并不是随着时间一直往下漂,有的是往上漂的,也有上下漂的,即使是在同一时间内,有的元素灵敏度往上漂,而有的往下漂。常用的内标法无法较好校正这种漂移,而需要采用内外标相结合的校正方法。不同批次,210个各种地质样品中Rb、Sr、Zr和Nb的XRF和ICP-MS分析结果对比情况表明,绝大多数样品中Rb、Sr、Zr和Nb的ICP-MS和XRF的测定值的相对误差小于10%。以上的分析结果表明,我们实验室所建立的以密闭高温高压消解技术为样品前处理方法,以模拟地壳样品中元素天然丰度比的基体匹配校正标准溶液为外标和以Rh为内标结合外标校正的ICP-MS多元素分析方法具有非常好的准确度和长期稳定性。     

大别-苏鲁榴辉岩和石榴辉石岩中矿物Ce异常: 对氧化环境下形成沉积物深俯冲作用的示踪

准分子激光ICP-MS矿物原位微区分析发现, 来自大别-苏鲁超高压变质带典型地区(双河、毛屋、碧溪岭及仰口)的榴辉岩和石榴辉石岩中石榴石Ce异常从正到负高度变化. 绿辉石或单斜辉石也表现出类似的Ce异常特征, 但变化幅度小于石榴石. 这种Ce异常高度变化的现象仅见于氧化条件下形成的强烈风化剖面中. 因此, 这一结果表明大别-苏鲁榴辉岩和石榴辉石岩中存在氧化条件下形成的风化沉积物, 这些陆壳物质的深俯冲对地幔的改造和物质再循环可能具有重要意义.     

再循环陆壳物质对岩石圈地幔的改造:鲁西早白垩世高镁闪长岩中异剥橄榄岩捕虏体证据

本文报道了鲁西早白垩世高镁闪长岩中异剥橄榄岩捕虏体的岩相学与矿物化学资料,以便揭示异剥橄榄岩的成因和岩石圈地幔的深部过程.岩相学研究表明,异剥橄榄岩捕虏体呈浑圆状产于高镁闪长质侵入体中,大小介于3cm×4cm×5cm～3cm×2cm×1cm,并且橄榄石呈残留孤岛状存在于单斜辉石中.矿物化学研究表明,橄榄石的镁橄榄石分子(Fo)介于89～91,Ni=1414～3629ppm,类似于新生代幔源橄榄岩捕虏体中橄榄石的成分,但略低于早白垩世方辉橄榄岩中橄榄石的成分.橄榄石的δ18O值介于(6.03‰±0.33‰)～(6.82‰±0.35‰)(平均值为(6.5‰±0.4‰)),高于典型幔源橄榄岩中橄榄石的δ18O组成(5.2‰±0.3‰).与晚白垩世和新生代玄武岩中地幔橄榄岩捕虏体里的单斜辉石相比,异剥橄榄岩捕掳体中单斜辉石的Na2O,TiO2和Al2O3含量相对偏低,而CaO含量、Mg#值(91.2～94.1)和Ti/Eu比值(Ti/Eu=2082～2845)明显偏高,但与早白垩世高镁闪长岩中方辉橄榄岩里的单斜辉石成分类似单斜辉石以较低的稀土元素(REE)丰度、富集轻稀土元素(LREE)的配分型式和强烈亏损高场强元素(如Nb,Ta,Zr和Hf)为特点.此外,异剥橄榄岩的87Sr/86Sr,143Nd/144Nd和187Os/188Os(125Ma)比值分别变化于0.70596～0.70737,0.512181～0.512416和0.12661～0.57650.上述特征表明异剥橄榄岩为地幔橄榄岩受再循环陆壳物质熔体改造所成.     

汉诺坝大麻坪低εNd中性麻粒岩包体单颗粒锆石U-Pb年代学研究

利用 LA-ICPMS对采集自汉诺坝大麻坪玄武岩中的两个 143Nd/144Nd比值最低[εNd(0)=-26.8～-29.5]的中性麻粒岩包体的单颗粒锆石 U-Pb年代学进行了研究,获得了 2 444 Ma和 2 494 Ma的上交点年龄和 88 Ma的下交点年龄,反映它们是新太古代形成的受到中生代岩浆底侵-热变质作用影响的下地壳麻粒岩.这些包体与周坝玄武岩中～1.9 Ga的长英质麻粒岩包体共同确证了华北克拉通北缘目前的下地壳中仍然残留有前寒武纪下地壳岩石.结合区域构造演化历史和 DMP-70的层状堆晶特征,推断其原岩形成于～2.5 Ga岩浆底侵事件.     

高Rb/Sr岩石样品中Sr同位素多接收等离子体质谱分析校正方法研究

在利用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICPMS)进行Sr同位素研究中,⁸⁷Rb对于⁸⁷Sr干扰严重。岩石样品经化学分离后,若Rb/Sr≤0.0005,可以采用传统的Rb干扰扣除方法对⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值进行准确校正;但如果样品经化学分离后仍含有较高的Rb/Sr比,同量异位素的干扰不能完全消除,则无法准确校正⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测定值,直接影响测试结果的准确度。本文针对Rb含量较高的地质样品设计两组实验,确定了⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值与Rb/Sr元素含量比值的关系曲线,并在理论分析的基础上,提出包含同位素分馏校正在内的重叠干扰校正方法。通过实际地质样品验证,该校正方法在较高含量Rb元素共存(Rb/Sr<0.2)的Sr纯化液中,能够较为准确地测量⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值,降低了MC-ICPMS分析地质样品中Sr同位素时对化学分离步骤的要求。而对于Rb/Sr>0.2的地质样品,因仪器分馏效应和记忆效应影响,测试精确度大大降低,无论采用何种校正方法均无法得到准确的Sr同位素组成。     

密闭高温高压溶样ICP-MS测定56种国家地质标准物质中的36种痕量元素——对部分元素参考值修正和定值的探讨

标准物质参考值的准确性在测试仪器校准、分析数据质量监控以及方法评价等方面具有非常重要的作用.为了检验国家地质标准物质参考值的准确性,本文应用高温高压密闭溶样-电感耦合等离子体质谱法分析了国家地质标准物质的18种岩石(GBW 07103 ～ GBW 07125)、19种沉积物(GBW 07301 ～ GBW 07318)和19种土壤(GBW 07401 ～ GBW 07430)中36种痕量与稀土元素.结果表明,除个别标准样品中的几个元素(Ni、Cr、Pb、Co、Cu、Sc、Yb、Lu)外,其余国家标准物质中36种元素测定结果的相对标准偏差均小于10％;绝大部分元素测定值的相对误差小于10％,测定值与参考值能较好地吻合.将误差较大元素的测定值与其他实验室的测定值以及文献报道值进行了比较,指出已有的参考值需要修正;针对部分沉积物和土壤中的元素未提供参考值,如GBW 07306的Ni、GBW 07313的Be、Hf、Ta,GBW 07314的Li、Be,GBW 07409、GBW 07410和GBW0741 1的Hf、Ta,GBW 07426的Gd、Ta,本文给出了相应的参考值.     

西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭-大别-苏鲁造山带多期演化的制约

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区.我们对产于该高压变质带的3个榴辉岩样品(两个采自苏家河,一个采自胡家湾的)进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定该变质带榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质.     

西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭-大别-苏鲁造山带多期演化的制约

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭-大别-苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区。我们对产于该高压变质带的三个榴辉岩样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质。苏家河榴辉岩中的变质锆石颗粒具低Th/U值、弱的Eu负异常、较平坦的重稀土(HREE)配分模式,以及低的176Lu/177Hf值。表明这些锆石形成过程中有石榴子石的存在而缺乏斜长石,因此形成于榴辉岩相变质条件。Ti含量温度计计算表明,这些变质锆石的形成温度约为655°C和638°C,与在榴辉岩相变质作用温度条件下形成一致,206Pb/238U年龄加权平均结果为309±4Ma(2σ),代表了榴辉岩相变质作用时间的最佳估计值。胡家湾变质锆石可能形成于前进变质作用阶段,206Pb/238U年龄加权平均值为312±11Ma(2σ),这一结果在误差范围内与苏家河的年龄结果一致。锆石U-Pb年龄和微量元素分析结果表明,榴辉岩核部的锆石属岩浆型,年龄为406±5～420±7Ma(2σ),表明原岩晚于中古生代华北与秦岭地体的碰撞时间。三个榴辉岩样品的锆石颗粒εHf(t)值的变化范围较大(-4.9～21.3)。变质锆石与岩浆锆石的Hf同位素的变化范围相近,少数变质增生边部锆石与核部残留岩浆锆石给出较一致的Hf同位素组成,表明变质增生锆石可能是原岩岩浆锆石溶解再结晶作用的结果,因此保留了原岩的初始Hf同位素组成。高的εHf(t)值表明它们的原岩来自亏损的地幔源区,可能是古特提斯洋壳;而低εHf(t)值则归因于地壳混染作用。少量继承核锆石的出现表明榴辉岩的原岩形成过程中有古老地壳物质的加入。浒湾地区一些榴辉岩具明显的来自扬子板块大陆地壳的年代学和地球化学特征。该区古生代的洋壳和新元古代的陆壳在石炭纪共同经历了榴辉岩相变质作用,表明古生代古特提斯洋壳形成于扬子板块北缘边缘盆地的环境。高压变质作用的陆壳岩石可能在洋壳岩石的折返和保存过程中起到了浮力牵引的作用。扬子和华北克拉通的聚合可能经历了超过200Ma的多阶段过程。