钼同位素的MC-ICP-MS测定方法研究

本文报道了运用多接收器等离子体质谱进行Mo同位素组成测定的方法,测定过程中的仪器质量歧视校正采用样品-标样交叉法.实验对Mo同位素测定过程中的谱峰干扰、基体效应、浓度效应、酸度效应和重现性等问题进行了详细研究.结果表明Zr的存在对Mo同位素测定不会产生影响;Sr不适合作为Mo同位素测定的元素内标;当m(Ag)/m(Mo)≤1时,Ag的存在不会对Mo同位素测定产生影响;当样品相对于标样的Mo浓度变化不大于50%时,Mo同位素分析不受浓度影响;以HNO3为进样介质时,HNO3的浓度(0.1mol/L~0.2 mol/L)对Mo同位素分析没有影响.CAGS-Mo相对于Alfa-Mo的δ100.95Mo、δ98/95Mo和δ97/95Mo分别为-0.34‰±0.10‰(2sd)、-0.22‰±0.05‰(2sd)和-0.13‰±0.08‰(2sd),在95%的置信区间内,该方法的外部精度不大于0.06‰/amu.     

铁同位素的MC-ICP-MS测定方法与地质标准物质的铁同位素组成

详细报道了在低分辨和高分辨模式下运用MC-ICP-MS进行Fe同位素比值高精度测试的方法,对Fe同位素测定过程中谱峰干扰、基质效应、浓度效应、仪器测试的长期重现性等问题进行了评估,并对两种运行模式的测试结果进行了对比.在95%的可信度范围内,所建方法的外部精度优于0.5ε/ainu,达到国际同类实验室的先进水平,并且低分辨和高分辨两种模式下获得的Fe同位素测试结果是一致的.在此基础上对国家地质标准物质GBW07105(玄武岩)和GBW 07111(花岗闪长岩)进行了Fe同位素测定.相对于Fe同位素国际标样IRMM-014,GBW07105的Fe同位素成分为:ε57Fe=1.9±0.3(20),ε56Fe=1.3±0.2(2σ),ε57/56Fe=0.6±0.1(2σ);GBW 07111的Fe同位素成分为:ε57Fe=1.8±0.4(2σ),ε56Fe=1.2±0.2(2σ),ε57/56Fe=0.6±0.1(2σ).     

Fe同位素的MC-ICP-MS测试方法

过渡族元素同位素研究是新兴的研究领域和国际研究前沿,是同位素地球化学研究的热点.本研究利用Neptune型多接收等离子质谱(MC-ICP-MS),采用标准-样品-标准交叉校正和以Cu为内标的方法对仪器的质量歧视进行校正,对浓度效应、基质效应、干扰元素扣除和测试的长期重现性进行了检验,建立了高精度的Fe同位素测试技术.这两种校正方法对实验室标准HSP I Fe在一段时间内δ56Fe和δ57Fe的测试结果分别为0.08‰(2SD)和0.14‰(2SD)分析精度达到国际同类实验室水平,测试结果在误差范围内与文献值完全一致.     

高精度MC-ICP-MS测定锂同位素

<正>锂(Li)同位素作为"非传统稳定同位素"家族成员,近年来已经成为同位素地球化学热门领域和前沿之一。其两个同位素(~6Li和~7Li)具有较大的相对质量差,导致其在各种地质过程中产生较大的同位素分馏。因此,Li同位素作为灵敏的地球化学示踪剂,应用领域涵盖了从地表到地幔的流体与     

锂硼同位素MC-ICP-MS分析中的记忆效应研究

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%～5%),所采用的背景控制方法和效果也各不相同,因此给锂、硼同位素的准确测定带来困难。为研究MC-ICP-MS锂、硼同位素记忆效应及其抑制方案,提高测试的稳定性,本文参考前人研究成果,设计不同背景清洗方案,并对各种国际标样(IRMM-016、JG-2、ERM-AE121、ERM-AE122、NASS-7)和实验室内部标准(Alfa Li、Alfa B)进行长期测试,检验实验方案的长期重现性。结果表明：仅使用0.3%氯化钠溶液清洗背景可以显著降低锂背景信号,从20mV下降至4mV,并保证⁷Li背景值在24h内低于5mV,实验室内部标准溶液Alfa Li的δ⁷Li长期测试外精度为0.13‰(2SD,n=73)。氟化钠、氨水等清洗液并不能显著降低本研究所使用仪器的硼背景,因此选择使用灵活的空白扣除方法来保证数...     

碳酸盐岩中微量硫酸盐的氧硫同位素分析

 从碳酸盐岩中定量提取SO₄^2-是分析碳酸盐岩中微量硫酸盐氧、硫同位素组成的一个关键问题。在提取过程中要求不发生明显的同位素分馏。提取出的硫酸盐最终以硫酸钡形式沉淀出来。测定此硫酸钡的氧、硫同位素组成便获相关碳酸盐岩中微量硫酸盐δ¹⁸O的及δ³⁴S值。     

中国西南喀斯特湖泊硫酸盐来源的硫同位素示踪研究

硫是导致酸沉降的主要大气污染物之一,主要来源于重工业污染和矿物燃料利用过程中的排放.处于中国西南地区的贵阳市,其酸雨污染问题一直很严重,这是由于该地区分布有较多的燃煤型火力发电厂和冬季居民的取暖用煤释放,而该地区煤中S的含量可高达20 mg/L.     

MC-ICP-MS高精度Ba同位素分析方法

<正>Ba在岩浆作用过程中是不相容的微量元素,在陆壳中的含量远高于地幔。过去针对碱土金属同位素(例如Mg、Ca、Sr)体系的研究表明,这些同位素在各种高温和低温的地球化学过程中可以发生分馏。因此,我们预测Ba同位素在风化作用、热液活动和生物地球化学等一系列过程中也可能产生同位素分馏,例如,已有研究发现低温环境中Ba同位素分馏可以高达0.5‰[1]。当高含量、大分馏的地壳物质随俯冲板块进入     

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。     

MC-ICP-MS高精度V同位素分析方法

<正>钒是一个重要的过渡金属元素,由于其在自然界存在很多价态,且在地球的各个圈层广泛分布,因此钒元素的丰度变化被广泛用来研究和氧化还原反应相关的地球化学过程。钒有两个稳定同位素50V(0.24%)和51V(99.76%),根据同位素分馏的基本理论,不同价态的同种元素由于键强存在较大差异,同位素之间会产生较大分馏。因此,考虑到钒元素的多价态特性,钒同位素在自然界中应当存在很大分馏,且钒同位素的变化有可能为我们认识自然提供更多的信息。然而目前文献中的测量方法更适用于钒含量比较高的样     

热水溶液中硫代硫酸盐分子内硫同位素的交换

分子内不同结构位置上两个同种元素的原子间的直接同位素交换,服从假一级化学反应速度定律。这两位置原子间的同位素交换分数F仅为反应时间t的函数,且有ln(1-F)=-(kf+kr)t。由此分析Uyama等(1985)的实验结果,表明热液中硫代硫酸盐(HSSO3H)分子内-SO3H和-SH之间的直接硫同位素交换很慢,它们之间实际存在的较快速同位素交换是通过与硫化物反应形成多硫化物这个可逆反应来实现的。     

MC-ICP-MS高精度测定Li同位素分析方法

以不同浓度Li元素标准样品和K、Ca、Na、Mg、Fe单元素标准样品的混合溶液为研究对象,采用3根阳离子交换树脂（AG 50W X8,200~400目）填充的聚丙烯交换柱和石英交换柱对Li进行分离富集,淋洗液分别为28 mol/L HCl、015 mol/L HCl以及05 mol/L HCl 30%乙醇,淋洗液体积小,仅为38 mL。分离回收率高,均大于976%。国际标样AGV 2（相对于IRMM 016）、BHVO 2（相对于IRMM 016）和IRMM 016（相对于L SVEC）的δ7Li值分别为(513±094)‰(2σ,n=10)、(408±060)‰(2σ,n=4)和(0038±073)‰(2σ,n=10),与前人分析结果吻合,分析精度与国际同类实验室水平相当。并对比了马里兰大学同位素实验室和笔者实验室对同种岩石矿物样品的分析结果,在误差范围内具有很好的一致性。此外,对美国地质调查局提供的准标样NKT 1霞石岩（相对于IRMM 016）给出了定值,δ7Li值为(871±046)‰(2σ,n=4)。因此,本方法可用于测定天然样品的Li同位素组成。     

北京大气气溶胶中硫酸盐的硫同位素组成及其示踪研究

<正>近年来,随着经济快速发展,北京大气污染加剧,雾霾日趋严重。大气气溶胶能够显著影响区域能见度,对一个区域的经济发展和生活质量有较大影响。硫酸盐是大气气溶胶中重要的一部分,尤其是直径小于2.5μm的气溶胶。硫酸盐气溶胶通过改变辐射平衡、温度、降雨和大气动力学而影响气候,同时也能够影响地球辐射收支平衡以及臭氧浓度。硫同位素作为一种示踪剂,在环境科学中得到广泛应用。利用硫同位素技术能够使我们更好地理解硫酸盐气溶胶的来源及其迁移转化机理,对治理和改善大气环境十分必     

贵州红枫湖硫酸盐来源及循环过程的硫同位素地球化学研究

红枫湖是云贵高原上一个中等富营养化的季节性厌氧湖泊。对红枫湖流域湖水及其入湖河流河水一年内四个季节的水体硫酸盐硫同位素组成进行了系统研究,结果表明,红枫湖湖水硫酸盐的δ^34S值介于-8．7‰-4．9‰之间,平均-6．8‰,入湖河流的δ^34S值变化范围为-14．7‰-＋0．8‰。湖水的硫同位素组成主要受煤以及大气降水的控制,硫化物和蒸发岩的贡献较小。全年内湖水的δ^34S值季节性变化明显,表现为夏季〉秋季〉冬季、春季的特征,反映了大气降水对湖水硫酸盐贡献的季节性差异。此外,湖水垂直剖面上呈现出明显的季节性差异,冬季、春季湖水的剖面上下δ^34S值几乎没有变化,而夏季、秋季湖水表层和底层相对较高,呈规律性变化,这与湖水冬季混合、夏季分层的特点有关;夏季湖水分层期间雨水在湖泊表层的滞留,以及湖泊底层的硫酸盐细菌还原等相关生物地球化学过程是水体垂直剖面上δ^34S值规律性变化的主要原因。     

一种改进的硫酸盐硫同位素制样方法

硫酸盐-氧化亚铜-石英砂直接热解法需要设置分离SO₂、H₂O和CO₂的冷阱。研究表明H₂O和CO₂主要来自试剂石英砂的气液包裹体。采取石英砂预处理措施能大大减少制样过程引入的H₂O和CO₂。改进后的制样系统简单、易操作,且与硫化物同位素样品制备兼容。     

利用MC-ICP-MS测定铁同位素方法综述

多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）的应用已在金属稳定同位素分析方法上取得重大突破,促进了金属稳定同位素地球化学的快速发展。铁同位素作为一种新的同位素示踪体系,已广泛应用于主要的地球科学及其分支学科的研究中。目前,MC-ICP-MS对铁同位素的日常测定精度可以达到±0.03‰,但化学纯化和仪器分馏引起的质量偏差很容易引起较大的分析误差。因此,准确获取天然样品的铁同位素组成数据仍然是一个挑战。笔者系统回顾了铁同位素分析技术的发展,详细描述了铁同位素分析过程,包括化学纯化过程、仪器质量歧视校正和基质效应的规避等。     

喀什平原区地下水硫同位素分布特征及其硫酸盐来源研究

喀什平原区是沙漠与戈壁交界的绿洲平原,属于典型的水质型缺水地区,地下水的化学特征主要表现为高硫酸盐、高硬度、高矿化度。本文针对喀什平原区300 m以浅钻孔中完成的地下水样品硫同位素进行测试,结果显示,地下水中δ34S值均为正值,δ34S值范围为2.1‰~13.6‰之间。采用统计、对比分析的方法 ,研究了喀什平原区地下水中硫同位素分布特征及其硫酸盐来源,表明研究区地下水中的硫酸盐主要来自于不同沉积相蒸发岩的溶解以及大气降水的补给。从区域分布看,南部盖孜河地下水流亚系统的地下水中硫酸盐浓度相对较低,北部克孜勒河地下水流亚系统的地下水硫酸盐浓度较高,沿水流方向,SO42-的浓度逐渐增加,而δ34S值变化不大,是蒸发浓缩和沿程累积共同作用的结果。研究结果为喀什平原区水质典型缺水地区的地下水资源开发、利用与保护提供科学依据。     

微量硫化物、硫酸盐硫同位素EA-IRMS在线测试分析

常规EA-IRMS硫同位素测试中,硫化银(Ag2S)的需样量为0.2~1.0 mg,硫酸钡(BaSO4)的需样量为0.35~1.5 mg,较大的需样量已难以满足珍贵样品及微区样品的分析要求,因此如何减少测试样品量已成为EA-IRMS测试分析工作中急需解决的问题.通过对EA-IRMS测试系统的研究发现,在采用常规方法测试样品时,由于初始He载气流速(100 mL/min)、进入分流接口时的流速(10 mL/min)与进入离子源时流速(0.3 mL/min)的差异导致样品燃烧产生的目标气体中99.7%的气体被浪费,样品的总体利用率仅有0.3%.因此如何减少样品在测试过程中的损耗,提高样品的利用率,从而减少需样量的关键在于缩小载气流速的差距.本实验在常规EA-IRMS测试技术基础上进行了关键改进,在元素分析仪和分流接口之间设计增加一个由六通阀和自动加热冷阱构成的装置,自动加热冷阱可在Load模式时收集SO2气体,六通阀在Load-Inject模式之间切换时可改变He载气流速,通过与分流接口匹配的反吹He载气(10 mL/min)将冷阱中富集的SO2气体送入分流接口,从而保证进入分流接口前样品燃烧产生的SO2气体全部收集.这一改进,理论上可以将样品的利用率提高10倍,该系统需硫量降至3~13μg,并且可以提高反应管的寿命,降低清灰的频率,提高工作效率.同时有效避免了拖尾的产生,提高分析结果的精密度.本次微量样品实验获得的硫同位素数据与常规方法一致,分析精度优于0.15‰(1SD),测量值与真值的差异在0.4‰以内,达到国际同类实验室先进水平.此外,该方法可为微量有机碳、氮同位素EA-IRMS测试分析工作的开展提供参考经验.