岩石样品Hf化学分离及MC-ICP-MS同位素分析：离子交换色谱法的应用

介绍的离子交换色谱分离岩石样品Lu-Hf的方法,是对现有方法的改进。整个流程以使用HCl为主,配合少量HF,即可达到有效地分离Hf和Lu的目的,Lu和Hf的回收率在90％以上。经MC—ICP。MS分析,每个国际岩石标样的两个平行样获得了在误差范围内一致^176 Hf／^177 Hf比值,其中BHVO-1、BHVO-2和BCR-2的^176 Hf／^177 Hf比值与国内外文献报道的结果在误差范围内一致。     

锆石Hf同位素：MC-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS分析结果的比较

采用单柱离子色谱法高效提取锆石中的Hf元素,用MC—ICP—MS测定锆石Hf同位素组成。三个锆石样品及其平行样的分析结果显示,同一样品的Hf同位素组成在误差范围内高度一致,表明用单柱离子交换色谱法能够有效分离锆石的Hf元素,可以保证Hf同位素分析结果的再现。对比MC—ICP—MS和LA—MC—ICP—MS分析结果发现,同一样品锆石的Hf同位素在误差范围内一致,具有很好的可对比性。但对颗粒较小的锆石,缩小激光束斑使之不超出锆石颗粒的范围,能够获得更好的结果。     

LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素的分析方法及地质应用

本研究利用Thermo Finngan Neptune型多接收等离子质谱和Newwave UP213 激光剥蚀系统对两个国际锆石标准和一个实验室锆石标准进行了系统的测定.测得的TEMORA、GJ1和FM02锆石标准的176Hf/177Hf比值分别为0.282700±64(2SD,N=22),0.282008±25(2SD,N=26)和0.282967±44(2SD,N=27),该结果在误差范围内与文献报道值完全一致.采用不同的剥蚀直径对FM02锆石标准进行了对比测定,结果在误差范围内是一致的.从分析结果来看,GJ1和FM02的Hf同位素比值变化范围较小,是Hf同位素LA-MC-ICP-MS测试的理想标准锆石.文中还对四个不同地区的锆石Hf同位素进行了测定,结合前人研究,对其成因和物质来源进行了初步探讨.     

用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍

本文推荐一种用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍的方法。溶样后，用Fe(OH)3沉淀法预富集铀和钍，再用UTEVA树脂分离，使分离的铀和钍电沉积在不锈钢圆盘上，再用α能谱法测定。用晶质铀矿、珊瑚和花岗岩标准物质评价该法。测得的铀和钍含量及^234U/^238U和^230Th/^234U活性比值与标准值十分一致。发现钚的存在会干扰分离，但利用氨基磺酸亚铁还原就可解决此问题。该法的化学回收率与阴离子交换法相近，但萃取色谱法能用较少试剂进行较快分离。     

岩石样品快速Hf分离与MC-ICPMS同位素分析: 一个改进的单柱提取色谱方法

建立了一个改进的单柱Ln-Spec提取色谱分离Hf方法.用该方法可以有效地分离出岩石样品的基体元素、REE和干扰元素等,并使Hf的回收率＞90%、本底＜5×10-11g.用该方法对一些国际和国家岩石标样进行了Hf分离,采用单聚焦和双聚焦两种型号的MC-ICPMS测定了Hf同位素组成,国际标样的结果与文献值在误差范围内完全一致,国家标样的Hf同位素结果具有很好的外部重现性.     

MC-ICP-MS锂同位素溶液分析技术与应用

Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具,在地质学、地球化学研究中具有广阔的应用前景.目前,Li同位素溶液分析技术主要采用热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS),与TIMS相比,MC-ICP-MS具有分析精度高、样品量少、测试速度快等诸多优点.本研究团队近年来建立了MC-ICP...     

MC-ICP-MS锂同位素溶液分析技术与应用

Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具,在地质学、地球化学研究中具有广阔的应用前景。目前,Li同位素溶液分析技术主要采用热电离质谱仪（TIMS）和多接收电感耦合等离子质谱仪（MC-ICP-MS）,与TIMS相比,MC-ICP-MS具有分析精度高、样品量少、测试速度快等诸多优点。本研究团队近年来建立了MC-ICP-MS高精度Li同位素分析方法,在天然样品、标准物质以及石英包裹体的Li同位素测定中都取得了良好结果。以此为依托,研究团队建立了适用于西藏本地岩石成因研究的Li同位素地质端元,并将Li同位素应用于青藏高原岩石圈结构及其隆升历史、川西碳酸岩型稀土矿床富集机制、四川呷村VMS型矿床成矿流体来源和四川甲基卡硬岩型Li矿床富集机理等方面。本文比较详细地综述了这些研究进展,旨在加深对Li同位素溶液分析技术的理解,展示其在地球化学研究中的良好应用前景。     

离子色谱法检测土壤样品水溶态中的七种阴离子

采用离子色谱法测定土壤样品水溶态中的F^-、Cl^-、NO2^-、SO4^2-、Br^-、NO3^-、PO4^3-。通过优化提取条件,得出最优条件下7种阴离子的加标回收率为94.4%～102.5%,精密度为3.1%～4.6%。对实际样品进行测试,结果表明,该方法适用于土壤样品水溶态中7种阴离子的定性、定量分析。     

离子交换树脂富集分离、火焰原子吸收光度法测定地质样品微量金

试验了四十多种常见存元及贵金属元素对富集和测定的影响。拟定了一个灵敏、快速、准确、成本低廉的地质样品中微量金的测定方法。结果令人满意，本法适用于一般地质样品中w(Au)/10^-6;0.05-50的测定。     

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。     

A New Digestion and Chemical Separation Technique for Rapid and Highly Reproducible Determination of Lu/Hf and Hf Isotope Ratios in Geological Materials by MC-ICP-MS

A new digestion procedure and chemical separation technique has been developed for measurement of Lu/Hf and Hf isotope ratios that does not require high‐pressure bombs or use of HF or HClO₄ acids. Samples are digested in dilute HCl or HNO₃ after flux‐fusion at 110 0 °C in the presence of lithium metaborate. High field strength elements (HFSE) and rare earth elements (REE) are separated from this solution by co‐precipitation with iron hydroxide. The dissolved precipitate (in 2 mol l^?1 HCl) is loaded directly onto a standard cation exchange column which separates remaining sample matrix from the heavy REE (Lu+Yb), and the middle‐light REE and HFSE (Hf). The middle‐light REE and individual HFSE are then separated (10.5, 9 and 6 mol l^?1 HCl) using a miniaturized column containing TEVA spec resin which provides a REE‐, Ti‐ and Zr‐free Hf cut. This chemical separation scheme can also be readily adapted for isotopic analysis of the Sm‐Nd system and/or the other HFSE (Ti, Zr). Total procedural blanks for this technique are < 10 0 pg and < 2 pg for Hf and Lu, respectively, even when digesting large (0.5 g) samples. We present data from replicate digestions of international rock reference materials which demonstrate this technique routinely reproduces Lu/Hf ratios to < 0.2% (2s) and ¹⁷⁶ Hf/¹⁷⁷ Hf isotope ratios to < 30 ppm (2s). Moreover, the technique is matrix‐independent and has been successfully applied to analysis of diverse materials including basalts, meteorites, komatiites, kimberlites and carbonatites. The relative simplicity of this technique, coupled with the ease of digestion (and sample‐spike equilibration) of large difficult‐to‐dissolve samples, and the speed (2 days) with which samples can be digested and processed through the chemical separation scheme makes it an attractive new method for preparing samples for Lu‐Hf isotopic investigation.     

利用同一化学流程分析地质样品中的铂族元素含量和铼-锇同位素组成

报道了利用一次溶样和同一化学流程分离富集地质样品中铂族元素(Pt、Pd、Os、Ir和Ru)和Re的方法.该化学流程包括以下几个步骤:(1) Carius管溶样法分解岩石样品中富集铂族元素的矿物;(2)四氯化碳萃取法分离出Os;(3)微蒸馏法进一步纯化Os;(4)阳离子交换树脂法将铂族元素(Pt、Pd、Ir和Ru)以及R...     

用于MC-ICP-MS测定环境样品中铜、锌同位素的化学分离方法

对不同离子交换柱、淋洗体积、盐度、分离次数等一系列影响铜、锌纯化分离效果的条件进行了探讨,确定了环境样品(湖泊沉积物、植物和颗粒物)中铜、锌同位素测定时化学分离的最佳条件。采用AGMP-1(100～200目)阴离子交换树脂,以7mol/LHCl+0.001%H2O2、2mol/LHCl+0.001%H2O2、0.5mol/LHNO3作为淋洗液,分别在适当的体积接收淋洗液,可以有效地分离沉积物、植物和悬浮物等样品中的铜和锌。化学分离过程中Cu和Zn的回收率接近100%,同位素分馏在测试误差范围以内。将此方法应用于对红枫湖和阿哈湖水体悬浮物、植物和鱼类等样品中Cu、Zn的分离,经MC-ICP-MS测试后,准确获得了这些样品的Cu、Zn同位素组成。     

滇西腾冲-梁河地块石英闪长岩-二长花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

高黎贡-腾梁花岗岩带是冈底斯花岗岩带的东延部分。腾梁花岗岩中辉长-闪长质包体、花岗岩、石英闪长岩密切共生。辉长-闪长质包体的结构构造、矿物学特征表明,它们是岩浆快速冷凝结晶的产物。地球化学数据显示,辉长-闪长质包体为钙碱性系列,具有低SiO2、高MgO和Mg#的特征,富集Rb、Sr、Th、Ba和Ce,亏损Nb、Ta、P、Zr、Yb和Y;寄主花岗岩为中钾—高钾钙碱性系列,准铝质到弱过铝质,富集Rb、Th、Zr和Hf,亏损Nb、Ta、Ti、Sr、P和Ba,具有中等程度的负Eu异常;石英闪长岩介于二者之间。锆石U-PbLA-ICP-MS定年显示,石英闪长岩形成年龄为127.10±0.96Ma,花岗岩形成年龄为123.8±2.5Ma。结合辉长-闪长质包体形成年龄为122.6Ma,三者年龄基本一致,从年代学角度为花岗岩、辉长-闪长质包体和石英闪长岩岩浆混合作用成因提供了证据。石英闪长岩锆石εHf(t)值变化于-7.61～-3.80。结合辉长-闪长质包体、花岗岩的εHf(t)值及地球化学特征,认为花岗岩来源于古老地壳的部分熔融,辉长-闪长质包体来源于地幔楔橄榄岩部分熔融,石英闪长岩为幔源岩浆与古老地壳部分熔融的岩浆完全混合的产物。腾梁地块早白垩世侵入岩很可能与班公湖-怒江洋壳岩石圈向南俯冲的动力学背景有关。     

广东鹦鹉岭钨多金属矿床中黑云母花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素特征及其地质意义

钦杭成矿带不仅是扬子与华夏陆块的碰撞拼接带,而且也是华南地区独具特色的铜金和钨锡多金属成矿带。本文以鹦鹉岭钨钼多金属矿床含矿岩体-黑云母花岗岩为研究对象,首次开展了锆石 LA-ICP-MS U-Pb 同位素定年和Hf同位素特征研究。获得其锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U同位素加权平均年龄为81.3±0.6Ma,其与已获得的辉钼矿Re-Os等时线年龄83.0±1.7Ma在误差范围内基本一致,表明鹦鹉岭多金属矿床成岩成矿作用同时发生于晚白垩世,即中生代燕山晚期。该岩体的锆石ε_Hf（t）值大多数为负值,少部分大于0,变化于-5.72~1.40,平均值为-2.09,表明其主要成岩物质来自于壳源。ε_Hf（t）-t图解上,ε_Hf（t）均落在球粒陨石演化线之下,呈弱亏损的特征,指示地壳部分熔融的岩浆可能有少量地幔物质的加入。两阶段模式年龄t_DM2=1.06~1.51Ga,指示成岩物质主要来源于中元古代古老地壳岩石的部分熔融。结合已有的地球化学、岩石学和区内高精度成岩成矿年龄资料,表明鹦鹉岭钨多金属矿床形成于华南岩石圈伸展-减薄的环境下。