9003型微型机数据处理台与ZHT-03型同位素质谱计的联机应用

<正> ZHT-03型气体同位素质谱计是我国七十年代末试制生产的,可用于地质样品轻元素的稳定同位素丰度的精密测定。离子流接收器采用双接收的形式,并通过比率积分器直接测量同位素比值。该质谱计未配备数据处理系统,在很大程度上限制了仪器的精度和使用效率。随着科学技术的发展,同位素分析工作日趋繁多,迫切要求对仪器进行技术更新,其中一个重要方面是配备适宜的数据处理系统,以提高仪器的自动化程度,改善仪器     

高灵敏度高精度铅同位素测定的几个问题

在U—Pb年龄测定和铅同位素地质研究中,对于成分复杂的微量铅样品的高精度铅同位素测定,是件较为复杂的问题。本文系统地分析了误差来源的各个方面重点地总结了发射剂的使用经验,操作方法,仪器参数的选择和非线性的校正。在MAT260质谱计上,对于普通铅的多次测定的精度,可达到万分之一至十万分之一。     

微量地质样品铼锇含量及其同位素组成的高精度测定方法

报道了采用新型IsoProbe—T热电离质谱计测定Os含量及其同位素组成和Neptune多接收器等离子体质谱仪（MC—ICPMS）测定Re含量的分析方法。样品化学处理采用Carius管溶样、小型蒸馏法分离和微蒸馏法纯化提取Os以及阴离子树脂交换分离Re的方法。采用IsoProbe—T质谱计测定Os同位素组成具有灵敏度高和精度高的特点。对溶液标样，采用多法拉第接收器系统测定Os总量低至0．2ng的样品时，平均^192Os^16O3-离子流强度可达100mV以上并可维持约20min，其^187Os／^188Os同位素比值的测定精度可优于0．1％（1RSD）。采用所建立的化学分离流程和高精度质谱测量方法，测定了铂族元素橄榄岩标样WPR-1中Re、Os含量和Os同位素组成，测定结果与文献报道值在误差范围内吻合。     

钾—氩稀释法同位素地质年龄测定实验误差分析

1981年,我们参加了北京所由英国引进的MM1200质谱计的调试、验收工作,随即在该仪器上开展了K—Ar稀释法同位素地质年龄测定.在新的仪器上开展新的实验方法,首先必须了解实验数据的可信程度,因此进行一番实验误差分析是非常必要的.1.实验条件概述MM1200质谱计由Ar同位素提取系统和质谱计两部分组成,把样品的熔融纯化、Ar~(sa)稀释剂的定量分取和Ar同位素质谱分析融为一体;在仪器设计上采用了现代超高真空技术和配有计算机的数据自动获取系统,因而分析的灵敏度高、精度高、速度快.     

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。     

有机污染物稳定同位素在线测试技术研究

为了识别环境中有机污染物的来源和迁移转化,在线的单体稳定同位素分析(CSIA)是必不可少的关键技术,但是在实际应用中还存在问题.本文评价了目前已经开发的6种在线测定单体稳定同位素仪器的发展动态,包括气相色谱-同位素比值质谱计(GC-IRMS)、液相色谱-同位素比值质谱计(LC-IRMS)、直接引进-气相色谱-同位素比值质谱计(DI-GC-IRMS)、气相色谱-四极杆质谱计(GC-qMS)、气相色谱-多接收器电感耦合等离子体质谱计(GC-MC-ICPMS)、气相色谱-光强衰荡光谱仪(GC-CRDS).提出了在线测试中的5个值得注意的问题:①样品的预富集;②气相色谱(GC)和液相色谱(LC)分离;③多种仪器和多种方法选择使用;④有机化合物稳定同位素标准物质的开发;⑤安全保障.提出了三点建议:一是大力发展直接注入而不经过燃烧的有机污染物同位素测试技术,例如GC-qMS和GC-CRDS技术;二是继续开发研究GC-MC-ICPMS测定有机氯和有机溴同位素技术;三是快速研制有机化合物稳定同位素的国际标准物质.本文认为,在进行单体化合物同位素研究时应作多元素的同位素分析,而其最优的选择是采用直接样品注入而不经过燃烧的测试技术.     

同位素质谱分析测试技术进展

同位素质谱分析测试技术是同位素研究的基础。本文评述了同位素质谱分析测试技术中常用的多接收器等离子体质谱法、激光探针质谱、离子探针、热电离质谱法和高精度质谱计分析同位素的原理、应用范围、存在问题和研究进展,建议选择分析同住素方法时,需考虑每种方法各自的特点和优势、仪器的性能等。     

AGMP-1阴离子交换树脂元素分离方法再研究

近年来,随着多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)技术的引入,Fe同位素在地球科学领域中的应用得到迅速发展.由于大多数天然样品具有复杂的化学成分,进行Fe同位素分析时它们可能会产生Fe同位素信号的谱峰干扰,或导致测试过程中仪器质量歧视的变化,即所谓的基质效应~([1,2]).     

ZhT—1301型质谱计带状离子源样品插入式组合部件的设计

我国大多数同位素实验室,目前都采用国产ZhT—1301型(苏制1305)大型气、液、固三用质谱计做测试工作。这种仪器结构复杂,加工精密,价格昂贵,然而仪器设计上仍有许多不合理的地方。除了精度和灵敏度不够高之外,操作也非常繁琐,为此,我室在作K—Ar法同位素年龄测定时,为迅速降低本底,就采用过对气体离子源的双阴子除气法,大大提高了抽气和测试效率。最近我们又设计了固体离子源的样品插入式组合部件,在质谱计的心脏部位解决了一个换样难点,提高装样速率30倍。 ZhT—1301型质谱计工作原理如图1所示。仪器结构分两大部分,即分析部分及电学测量部分。     

EWC～01型自动记录仪谱图量测专用尺

目前国内电算技术还未普扁应用,一些国产的大型质谱计,如 HT—1301型;还有过去引进的一些大型质谱计,如МИ—1305型,至今仍未配备电子计算机与数据自动打印设备。因此应用钾氩法、氩-氩法等测定岩石的同位素地质年令时,每当质谱分析完一批样品后,为了获得所需要的分析数据,必须进行长时间的量测计算工作。所需工作量很大,要求     

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.     

稳定同位素质谱与同位素光谱结合的方法分析氧同位素17O/16O

传统的氧同位素分析方法一般将各种形式的氧转化为CO2,再通过稳定同位素质谱测定其氧同位素组成,由于二氧化碳中的17O和13C在质谱中有相同的质荷比m/z,这种方法不能测得17O同位素的丰度,三氧同位素(16O、17O、18O)丰度分析的关键是17O同位素丰度的分析.为了测量17O同位素丰度,一般需要先将各种形式的氧转化为O2,然后利用稳定同位素质谱进行分析,转化过程复杂或者有危险.本文提出了一种新思路,应用稳定同位素质谱与碳同位素光谱相结合的方法分析17O/16O.先采用传统方法将各种形式的氧转化为CO2,再由多接收器稳定同位素质谱计测得CO2的质谱峰高比45/44(记为R45),同位素光谱如光腔衰荡光谱测得13C/12C(定义为R13),计算其同位素比值17O/16O=(R45-R13)/2,方法的分析精度好于±0.08‰(1σ).该方法是在传统方法的基础上,增加一个CO2碳同位素光谱分析步骤,通过简单的数据处理就可以获得17O同位素组成,而无需将各种形式的氧转化为O2,18O同位素样品制备方法成熟,无危险性,且分析精度优于或相当于其他测试方法.     

VG5400静态真空质谱计及其应用

VG5400质谱计是中国科学院生物气体地球化学开放研究实验室近来引进的国内第一台稀有气体静态真空质谱计.其主要特点是:仪器所有部件采用不锈钢加工和氩弧焊接用金丝或无氧铜垫密封连接能经爱300—350℃高温的长时间烘烤排气,静态真空约5×10_(-9)mbar.质谱计采用电子轰击式尼尔离子源,源外加有永久磁场,离子源的推斥极、聚焦极、电子能量的电压连续可调.离子小分析磁场的曲率半径为270mm,偏转90°.电磁铁电流在0—6.5A范围内连续可调,可产生0—6500高斯的磁场,离子流的检测采用偏轴线高质量法拉弟杯(Faradaycup)和轴线德利(Daly)—光电倍增器双接收器.分析数据由计算机收集并进行结果的处理.     

激光熔蚀微量氧同位素分析方法及其地质应用

研究小尺度或微区的同位素组成变化已成为地球化学分析技术发展的重要方向之一。在研制CO2激光熔蚀氧同位素制样装置的基础上,通过该装置与MAT253质谱计联机实现了硅酸盐和氧化物矿物的氧同位素在线分析。所测样品包括NBS28石英标样、石英玻璃,以及天然的石榴子石、锆石、橄榄石等一些难熔矿物。该装置分析的颗粒样品氧同位素分析精度为±022‰,最低样品量为8μmol的O2;石英玻璃原位分析的氧同位素分析精度为±035‰,最低样品量为7μmol的O2。这种装置和分析方法具备速度快,熔样温度高的特点,尤其适于难熔矿物。该装置可采用脉冲激光实现石英玻璃的微区原位分析,可应用于单个矿物生成环带的氧同位素研究。     

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).     

用激光烧蚀多接收器等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS)测定锆石U-Pb同位素年龄的研究

天津地质矿产研究所同位素实验室新近安装了一套激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪(LA.MC.ICPMS)系统.该套系统的多接收器电感耦合等离子体质谱仪为Thenno Fisher公司制造的Neptune,其离子光学通路采用能量聚焦和质量聚焦的双聚焦设计,并采用动态变焦(ZOOM)使质量色散达到17%;仪器配有9个法拉第杯接收器和4个离子计数器接收器,除了中心杯和离子计数器外,其余8个法拉第杯配置在中心杯的两侧,并以马达驱动进行精确的位置调节,4个离子计数器捆绑在L4法拉第杯上.     

高精度氧同位素测定系统

含氧矿物和岩石氧同位素测试精度主要取决于氧同位素分析样品的制备精度。为了连续稳定地测定高精度的氧同位素数据,笔者等研制了BrF_5—8701氧制备台。本系统具有下列特点:板、块、架分立结构;自动恒温;等阻值并联加热电炉;直播式镍反应器;氩气中路吹除。从而提高了氧制备台的稳定性和制备精度。含氧矿物和岩石的氧同位素测试精度优于0.1‰,测试成功率达100％。     

应用新型固体质谱计IsoProbe-T高精度地测定单颗粒锆石年龄

固体质谱计，以其高精度和可靠性度，在同位素年代学和同位素地球化学的研究领域的应用依然前景广阔。近年来，微量样品测试手段已经成为地质科学和环境科学等领域极其重要的研究方法，促使国际国内地球化学实验室对固体热电离质谱计更新换代。中国科学院地质与地球物理研究所固体同位素地球化学实验室于2004年引进英国GV公司的IsoProbe-T固体热电离质谱计，具有较宽质量谱带，装备多通道离子计数接收器，高灵敏度高精度，易于操作等特点。该类型仪器将是今后的同位素年代学和同位素地球化学研究的主导之一。该质谱计配置了9个法拉第接收器、１个戴利接收器和7个离子计数器（图1)。它的运行将有望大幅度地促进年代学和同位素地球化学在壳幔相互作用与深部物质成分、古大陆形成与演化、流体与成矿等主要领域研究工作的应用。本文主要介绍采用IsoProbe-T质谱计测定单颗粒错石U-Pb和Pb-Pb蒸发年龄方法和应用。传统的锆石Pb-Pb蒸发法定年原理是将锆石单颗粒包裹于铼灯丝中并加热，将锆石中铅蒸发至另一铼灯丝上，之后加热电离沉淀于该灯丝上的铅样品，采用单个离子计数器动态方式测量铅同位素组成，从而获得207Pb/206Pb比值和对应的年龄。这一方法技术简单但极为耗时。采用IsoProbe-T质谱计的多个离子计数器测量，可以克服耗时缺点。方法是将包裹于铼灯丝的锆石颗粒加热，采用静态方式直接测量蒸发出来的铅同位素组成，获得207Pb/206Pb年龄。该方法简便省时，同时可以直观地观测到锆石内部铅同位素组成的变化，如207Pb/206Pb比值，指示锆石中Th/U比值的变化，或207Pb/206Pb比值变化，直接反映出继承锆石的存在与否。离子计数器之间的效率差别可以采用测定铅标准溶液同位素比值来校正。尽管该方法不能与SHRIMP微区U-Pb定年媲美，却可以获得成因单一锆石高精度207Pb/206Pb年龄且节省经费。应用该方法测定内蒙古渣尔泰群沉积岩中碎屑错石，获得的年龄与采用传统错石Pb-Pb蒸发法和U-Pb稀释法获得的年龄一致，集中分布于2.4~2.5 Ga.多个离子计数器测量技术也可以应用于单颖粒错石U-Pb年代学方法，该方法所获得的数据可靠性主要地取决于实验流程U和Pb本底情况。为了降低流程本底，笔者采用低本底的蒸汽法高温高压条件下溶解错石，（图2)。将错石和205Pb-235U混合稀释剂加于小溶样杯内，HF酸置于Teflon焖罐底部，在高温高压条件下加热，完全溶解错石。采用该溶样方法和高纯度水和试剂，获得小于5 pg和10 pg的全流程U和Pb本底。应用该方法测定了苏鲁地区南部海州群单颗粒锆石U-Pb年龄。3个云母石英片岩样品中的错石大部分具有振荡环带内部结构，指示岩浆成因，退晶化程度也较明显。采用铀-铅同位素稀释法和铅-铅蒸发法分析，获得错石年龄范围为801-787Ma。时代上，海州群云母石英片岩的原岩可与大别-苏鲁超高压变质带内超高压和高压变质岩的原岩对比，可能代表与晚元古代Rodima超大陆裂解有关的岩浆作用的产物。     

多接收器电感耦合等离子体质谱的新应用

无机地球化学研究的进展通常依赖于新的技术开发。电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）技术可以进行高精度的同位素比值分析，使以前很难测定的元素的分析成为可能。牛津大学地球科学系已经越来越多地开展多接收器电感耦合等离子体质谱分析，着重于解决从宇宙至环境化学领域的诸多问题。目前主要研究Cr同位素，确定Cr对Jurassic—Triassic边界可能产生的影响事件，以及采用铀系列同位素进行海洋学研究。     

地质矿产部西安地质矿产研究所顺利通过国家计量认证

地质矿产部西安地质矿产研究所是部属的大区研究所。1962年成立时就建立了实验室。经过30年的发展,现已形成了实验工种较为齐全、测试仪器相当先进、技术力量颇为雄厚的多学科、多工种、测试与科研并重的地质实验体系。现设化学分析、光谱分析、岩矿鉴定、波谱分析、同位素地质年龄测定、稳定同位素和环境监测等工种;实验用房约1500m~2;仪器设备固定资产500余万元,大型仪器有TCXA—733型电子探针、MAT—261质谱仪、RAMANOR U—1000型激光拉曼光谱仪、D/MAX—rA型X—射线衍射仪、UMSP 30/SP显微光度计和日立180—80型原子吸收光度计等;现有实验工程技术人员53名,高级职称17名、工程师22名。为了适应不断深化的地质科研工作的需要和更好地面向经济建设的主战场,为了发展