地质样品铊同位素分析预处理方法优化

铊同位素体系可以示踪天体演化、古环境变化、矿床成因及污染物迁移等地质过程。然而,目前用于铊同位素分析的样品消解和离子交换方法耗时较长,往往需要两周甚至更久;为了提高化学前处理效率,本文采用微波消解法分解样品,以AG1-X8阴离子交换树脂纯化铊,采用多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测试,仪器的质量歧视用铅同位素标准溶液(NIST SRM981)校正。通过考察消解条件、淋洗曲线和基质效应,结果表明:采用微波消解法,在2mL硝酸-2mL氢氟酸-0.5mL高氯酸的混合酸体系中选用适当的消解程序可以将0.2g土壤标准物质GBW07406消解完全,总耗时不超过2h;利用AG1-X8树脂,上样后,依次以2mL 2mol/L硝酸-1%溴水淋洗6次、2mL超纯水淋洗1次和2mL 0.1mol/L盐酸-6%二氧化硫淋洗5次(收集铊),可有效地纯化铊;常见共存元素的干扰实验结果显示,树脂填充量为2mL时,该淋洗流程所允许上样溶液中含有三价铁和三价铝离子的量分别不应超过2.56mmol和4.90mmol,否则会使铊的回收率降低。将此方法应用于4个地质标准物质中铊同位素比值的测定,ε^...     

铅锌矿床地质样品的Ge同位素预处理方法研究

目前Ge同位素研究主要局限于地球有机质(煤等)、火成岩及陨石样品,作为Ge重要储库之一的铅锌矿床,其Ge同位素的研究涉及较少。铅锌矿床样品中Ge的化学分离及提纯是Ge同位素研究的基础。本文详细考察了陨石样品中Ge同位素预处理方法(分离和提纯)对铅锌矿石样品的适用性。阴离子条件实验说明,目前普遍采用的离子交换树脂单柱法虽然对铅锌矿样品中Fe、Se等元素的剔除效果理想,但无法有效剔除其中的Zn,当Zn/Ge比值大于3时,样品必须经过阳离子交换树脂柱作进一步处理剔除Zn。通过对闪锌矿标准样品、锌矿石标准样品的条件实验以及实际闪锌矿样品对条件结果的验证显示,当闪锌矿的称样量为0.15 g左右时,仅需将前人对玄武岩等样品Ge同位素处理方法中阴离子树脂洗脱酸(1.4 mol/L硝酸)的用量6 mL调整为10 mL,而阳离子树脂洗脱方法保持不变,此方法即满足闪锌矿样品Ge同位素的化学分离和提纯要求。样品经过本文推荐的阴阳离子交换树脂双柱法处理后,主要干扰元素(Fe、Zn、Se、Ni)及基质元素的剔除率接近100%,Ge的回收率优于99%。而前人对玄武岩等样品的Ge同位素处理方法中,主要干扰元素(Fe、Zn、Se、Ni)及基质元素的剔除效果亦较好,但Ge的回收率仅为97.3%,比本文推荐方法的Ge回收率要差。利用MC-ICP-MS对Ge化学分离和提纯后的富乐铅锌矿床闪锌矿样品的检验结果显示,测试过程中未见同质异位素以及可能的多原子离子影响,样品中Ge同位素符合质量分馏定律,经过调整后的阴阳离子交换树脂双柱法满足闪锌矿样品的Ge同位素测试要求。     

土壤样品Cd同位素的化学处理方法改进

<正>前人的研究表明蒸发/冷凝、生物及无机过程均会导致Cd同位素发生分馏,因此Cd同位素在宇宙物质成分演化、撞击事件、生物圈与地圈相互作用等方面具有良好的应用前景(Schediwy,2006;Frank et al.,2008)。Cd是典型的分散元素,通常难以形成     

地质样品中贵金属元素的预处理方法研究进展

本文评述了近年来地质样品中贵金属元素分析预处理技术的研究现状和应用进展,对样品分解过程中常用的火试金法、碱熔融法、酸分解法以及样品分离富集过程中的吸附法、碲共沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法、蒸馏法、生物吸附法等手段进行了归纳总结,分析了各方法的特点与不足,展望了技术方法未来发展方向。分解方法中的火试金法经分析工作者不断探索及改进,已成为分解贵金属的最佳手段,但其仍存在试剂消耗量大、成本高、流程长等缺点;碱熔融法虽可分解几乎所有地质样品,但其处理后的溶液存在大量钠盐,需经进一步的纯化;酸分解法主要以高压密闭和卡洛斯管的消解方式为主,但受到样品性质的制约。而不同分离富集的手段都具有较强的针对性,如:吸附法多用于Au、Pt、Pd的富集,蒸馏法仅适用于Os、Ru的分析。由于贵金属元素具有颗粒效应强、赋存形式复杂多样以及超痕量等特殊性,需要针对样品的类型特点选择相适应的预处理方法。本文提出,应当在现有的贵金属分解方法基础上,结合当前新的实验设备及实验条件,寻求更加高效、快捷的分解技术,严格控制流程的本底及各个环节的污染问题,实现多技术、多方法联用,满足贵金属分析的要求。     

同位素地质样品的采集与要求

在采集同位素地质样品时,无论用于同位素地质年龄样,还是使用于矿床稳定同位素研究的样品,采样的基本要求都是要具有代表性、新鲜。所谓代表性就是所测的样品结果能反映地质事件的本来面貌。所谓新鲜,就是地质事件发生之后,没有受到后期地质作用的强烈     

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。     

铼-锇同位素分析样品预处理研究进展

文章评述并归纳了近年来地质样品中Re-Os同位素分析的化学前处理方法研究进展。总结了锍镍火试金法、碱熔法、Carius管溶样法以及HPA-S高温高压釜溶样法等常用的Re-Os同位素样品消解方法。归纳了离子交换、溶剂萃取富集Re以及蒸馏、萃取等分离富集Os的方法。由于地质样品的复杂性,Re、Os含量的不均一性及测试方法的多样性,要求在具体分析过程中不同的样品使用不同的消解方法和分离富集方法。当前国内应用较成熟的Re、Os分离方法是Carius管逆王水分解样品,原位蒸馏或CCl4萃取方法分离Os,阴离子交换法或丙酮萃取分离Re。     

铼—锇同位素分析中样品的预处理

文章对近年来在Ｒｅ＿Ｏｓ同位素质谱分析中样品的预处理方法进行了介绍和总结评述，重点介绍了样品的分解和元素的分离纯化。引用主要文献１８篇。     

地质样品硅同位素分析影响因素

<正>硅是地壳中分布最广的元素之一,硅同位素组成研究可为解决各类岩石、矿床(藏)成因,探讨硅质来源提供重要手段。国际上硅同位素研究始于上个世纪50年代,国内自80年代末丁悌平首次建立了高精度硅同位素五氟化溴研究方法,分析测试了大量地质样品的硅同位素组成,为硅同位素的地     

高Cr地质样品的Mg同位素分析方法

使用多接收等离子体质谱仪测定Mg同位素比值时,Cr元素会干扰测定结果。高Cr地质样品如铬尖晶石和铬铁矿中的Cr/Mg值可高达5︰1。针对这些样品,本研究检测了Cr对Mg同位素测试的干扰程度,评估了实验室流程中Cr和Mg的分离效果,探讨了Cr在淋洗过程中的行为。实验采用1mol/L HNO_3及2.3mL AG50W-X8型阳离子树脂,仅通过一次分离纯化便能将Mg与Cr等其他基质元素有效分离,且Mg的回收率可达99.8%,测试结果可靠。此外,Cr在分离过程中分为两阶段被洗脱,这与其在样品中不同的赋存价态有关。     

离子交换树脂在地质样品Sr-Nd同位素测定中的应用

Rb-Sr和Sm-Nd同位素测年及同位素示踪方法在同位素地质年代学和同位素地球化学中有非常广泛的应用。目前,Rb-Sr和Sm-Nd同位素质谱测试方法通常需要对Rb、Sr和Sm、Nd进行分离纯化,因此,如何对地质样品中的Rb、Sr、Sm和Nd进行分离富集对测试结果准确与否起到至关重要的作用。离子交换分离法是SrNd同位素化学前处理阶段应用最广泛的分离方法,本文结合笔者近几年的研究工作,系统介绍离子交换树脂在Sr-Nd同位素测试中应用的发展过程和现状,重点介绍几类使用率较高的离子交换树脂(Dowex50W树脂、AG50W树脂、锶特效树脂、LN树脂、P507树脂等)的优缺点,以及各自的萃取反应机理,探索和讨论未来离子交换树脂在Sr-Nd同位素测试中应用的发展趋势。     

土壤样品镉同位素分析中Cd与Sn有效分离方法的改进

保证Cd的高回收率以及彻底的Sn干扰去除是获得精确镉同位素组成的前提,目前报道的多种Cd分离与纯化方法获得的Cd回收率有较大差异(42.6%~99.8%),且去除Sn干扰的效果也不同(去除率在87.8%~97.4%之间),Cd回收率和Sn去除率均不理想。本文对前人报道的分离方法进行对比实验,发现0.1 mol/L氢溴酸-0.5 mol/L硝酸是分离Cd和Sn的有效试剂,增加该组混合酸的用量可淋洗出样品中更多的Sn且不会损失Cd,当混合酸的淋洗用量增加至30 mL时,Sn的淋洗率达到99.8%以上,Cd的回收率亦达到99.0%±0.5%,可满足土壤样品镉同位素的测定要求。本工作为获得高精度的镉同位素组成奠定了基础,为研究土壤环境中镉的污染来源提供了技术手段。     

地质样品的Re-Os同位素分析技术及存在的问题

过去20年间,Re-Os同位素体系分析测试技术的发展使其成为同位素地质年代学中最重要的定年技术之一。与其他亲石性同位素体系相比,亲铁、亲硫和亲有机性的Re-Os同位素体系可以直接用于金属硫化物、超基性岩和富含有机质样品的定年。虽然Re-Os同位素在定年和示踪中具有非常重要的应用前景,但是其分析测试技术还面临困难和问题。本文从地质样品Re-Os同位素分析的流程空白、样品溶解技术和基性岩石参考标样这几方面评述了该分析技术方法的进展和存在的问题。     

富有机质地质样品Re-Os同位素体系研究进展

Re-Os同位素的研究在过去几十年取得了重要进展。Re、Os能够在各种不同类型的富有机质地质样品中富集,Re-Os同位素体系在各种富有机质样品的研究已成为同位素地球化学研究领域一个新的热点。文章介绍了Re-Os同位素体系研究应用于富有机质地质样品研究的原理及其地质样品种类,从风化淋滤和熟化两方面对Re-Os同位素体系的封闭性进行了说明,并且结合实例论述了Re-Os同位素体系应用于富有机质地质样品的重大意义,还对不同类型富有机质样品的采样和溶样方法进行了归纳。此外,还提出了当前富有机质地质样品Re-Os同位素研究亟待解决的问题,指出富有机质地质样品Re-Os同位素分析将成为解决地质难题一种新的有力工具。     

等离子体质谱法在地质样品铅同位素比测定上的应用

本文研究了等离子体质谱法在地质样品铅同位素比测定上的应用。对仪器的质量歧视效应进行了观察和讨论,并对比了它的两种校正方法。溶样方法对某些样品的同位素比测定结果影响较大,应根据地质研究的要求选择溶样方法。铅同位素比的测量精度(RSD)一般为0.1-1％;与TIMS值的相对偏差为0.1-2％。分析一个样品的时间平均约8分钟。     

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)。     

特殊地质样品中钼同位素分析的化学前处理方法研究

Mo同位素的研究在地学领域应用广泛,它可以示踪Mo的全球循环、古海洋氧化还原条件、成矿过程、天体演化过程等。应用多接收电感耦合等离子体质谱法(MC-ICP-MS)分析Mo同位素比值前需对样品进行分离纯化,以富集Mo和去除Zr、Ru、Fe、Mn等干扰元素。处理某些Fe含量特别高且Ca含量也高的特殊地质样品(如含大量黄铁矿的钙质泥岩、钙质页岩等),若根据传统的阴阳离子交换树脂双柱法,需多次使用阳离子交换树脂分离Fe,步骤较繁琐且Mo回收率也会降低,而根据传统的阴离子交换树脂单柱法,使用1mol/L氢氟酸-0.5mol/L盐酸介质会产生较多CaF_2沉淀影响分离纯化效果。针对此类特殊地质样品,本实验使用同一阴离子树脂柱(AG1-X8,100～200目)对样品进行两次淋洗,第一次使用6mol/L盐酸,第二次使用1mol/L氢氟酸-0.1mol/L盐酸和6mol/L盐酸。结果表明Mo的回收率96%,干扰元素的去除效果好,尤其是Ru的去除率接近100%,比原方法提高了约12%。对实际样品进行实验的结果也显示,Mo的回收率和干扰元素的去除都符合要求,δ~(98/95)Mo测定值与文献报道值一致。改进后的阴离子交换树脂单柱-二次淋洗法适用于Fe、Ca含量较高的特殊样品,降低了分析成本,也适用于绝大多数地质样品。     

MC-ICP-MS准确测定地质样品中锂同位素组成

以一根阳离子交换树脂填充的石英交换柱,使用1 mol/L HNO_3/80%(V/V)CH_3OH作为淋洗液可实现对不同性质标样中Li元素的化学分离与富集;讨论了Li淋洗曲线与样品岩性和Mg︰Li值的关系,建立了可靠的岩石样品的Li化学分离流程。研究发现,化学分离得到的Li接收液中残余离子不同对Li同位素准确测定的影响不同,但将残余离子浓度控制在一定范围内时(~10),可以忽略残余离子的影响。使用5%NaCl溶液消除Li的记忆效应后,样品和标样中Li浓度和HNO_3浓度不匹配对Li同位素准确测定的影响大大降低。因此,该方法无须严格基体匹配即可进行Li同位素比值的准确测定。     

富碳质地质样品Re-Os同位素体系研究进展

Re-Os同位素定年技术在富有机质沉积岩、低变质沉积岩、湖相沉积物、煤、油气藏样品等富碳质地质样品的尝试和成功应用,使其成为直接厘定地层沉积时代、重大地质事件发生时限和机制、古环境重建、油气藏直接定年、油气演化过程推演等研究的关键技术手段。然而,受到富碳质地质样品中极低的Re和Os丰度、采样方式以及地质作用等因素的影响,很多样品的Re-Os等时线年龄和初始Os同位素比值精度超过10%,不能有效地评价海水Os的真实来源和地质作用程度,影响了对不同沉积体系及油气演化过程中Re和Os的化学行为和Re-Os等时线年龄地质意义的理解。由此,本文从富碳质地质样品的Re-Os化学行为和地质应用进展出发,对富碳质地质样品Re-Os同位素分析过程中的采样和取样方式、溶样方法、分离富集方式和标准物质选择四方面进行了总结和完善。指出以沉积速率为采样间距参考,通过预处理方式提高样品的均匀性,使用流程空白更低、对同位素分馏影响更小的溶样方法和分离富集方式进行Re-Os同位素分析,以基质匹配的地质标样进行数据监控可进一步提高样品Re-Os同位素分析质量,有助于不同类型富碳质地质样品Re和Os赋存机制研究、Re-Os同位素分析技术开发及地质应用拓展。     

色谱技术在同位素地质样品测定中的应用现状及其发展趋势

色谱技术是五十年代发展起来的一种新型分离分析技术。它具有高分离效能、高选择性、快速、经济等特点,加之配置高灵敏度的鉴定仪器,这种技术为各领域中分离分析痕量组分开拓了广阔的前景。