硼同位素的负热电离质谱测定及其进展

负热电离质谱法测定硼同位素组成，由于具有比正热法高的灵敏度和简单的样品制备过程，越来越受到人们的重视，特别是在低硼含量样品的硼同位素测定中发挥了重要作用。但需要注意的是该方法精度较低且易受CNO^-的同质异位素的干扰。作者对采用负热电离法测定硼同位素组成的原理、发射剂的选用、同质异位素的干扰以及在硼同位素地球化学研究中的应用等问题进行了总结。     

The Re-Os Isotopic System: A Review of Analytical Techniques

Over the past twenty years, successive technological advances have transformed the Re-Os isotopic system into one of the most powerful tools in isotope geochemistry. We present here a brief historical review of these advances and then describe and compare the methods most commonly used today. Our goal is to facilitate the choice of the analytical method best adapted to each specific scientific problem and sample type.     

负热电离质谱法测试硼同位素与大气pCO2的重建

海洋有孔虫的硼同位素能够反映海水酸碱度值的变化,为研究大气CO₂浓度在长时间尺度上的变化提供了一种新的手段,甚至可能超出冰芯所能企及的范围。天然样品中硼同位素的测定方法最为常用的是热电离质谱法,分为正热电离质谱法与负热电离质谱法。目前海洋有孔虫硼同位素分析主要应用负热电离质谱法,该方法最大的优点是所需要的样品量比较小（＜1ng B),实验精度却相对比较高(0.6‰～2.0‰;  2sd.)。近年来,基于常规负热电离质谱法发展的全蒸发负热电离质谱法通过分析完所有样品而有效降低分析过程中所发生的分馏效应所带来的影响,并使样品的信号最大化,该方法精度能够达到0.7‰(2s.d.)。本文详细介绍了常规负热电离质谱法和全蒸发负热电离质谱法的各个分析步骤,包括样品前处理、涂样、质谱分析、同质异位素干扰以及实验分析精度等方面。随着实验分析技术的进展,海洋有孔虫硼同位素已被用来重建长时间尺度(百万年和千万年)和短时间尺度(冰期-间冰期)的大气CO₂浓度变化。现有的研究证实利用海洋浮游有孔虫硼同位素重建的大气CO₂浓度变化与Vostok冰芯记录的大气CO₂浓度变化吻合地很好。     

锇—锇测年方法研究

采用负离子热电离质谱和等离子体质谱（ＩＣＰ－ＭＳ）技术建立了＾１８７Ｏｓ－＾１８６Ｏｓ和＾１８７Ｏｓ－＾１８８Ｏｓ测年方法。方法基于利用核反应＾１８５Ｒｅ（ｎ,γ）＾Ｒｅ和＾１８７Ｒｅ（ｎ,γ）＾Ｒｅ所产生的＾１８６Ｒｅ和＾１８８Ｒｅ分别经过β衰变生成稳定同位素＾１８６Ｏｓ和＾１８８Ｏｓ。＾１８６Ｏｓ和＾１８８Ｏｓ的生成量由照射参数和样品中Ｒｅ含量决定。只要测定Ｏｓ同位素比值就可计算出Ｒｅ含量和Ｏ     

珊瑚高精度硼同位素组成分析：PTIMS与NTIMS方法的对比研究

珊瑚的B同位素组成是海水pH值记录的良好替代指标。对传统的高精度的B同位素组成分析的方法正离子热电离质谱（PTIMS）和负离子热电离质谱（NTIMS）方法进行了对比研究。结果显示,NTIMS分析方法具有极高的灵敏度,可以分析微小样品量,但由于其分馏较明显,并且我们的实验结果表明前人建议的使用O同位素进行分馏校正的方法仅在某些特定情况下适用,而对大多数的测定缺乏有效分馏校正,同时有机质或者激发剂带来的CNO-干扰难以完全排除,因此NTIMS的结果重现性稍差,δ11B外部精度约为±1．0‰（2σ）左右。PTIMS则分馏不明显,Cs2CNO^＋干扰可以有效监控并排除,可以获得很好的结果：δ11B内部精度和外部精度均优于±0．2‰（2σ）,可以满足高精度pH值重建的要求。然而PTIMS方法的灵敏度低,难以对微小样品量进行分析。因此PTIMS和NTIMS方法是相互补充的,相互无法完全取代。     

W同位素高精度负离子热电离质谱(NTIMS)测定方法

W同位素的高精度测定对于研究地球、月球和太阳系其他行星的起源和早期演化、核幔相互作用等领域具有重要意义。本文开展了负离子热电离质谱(NTIMS)高精度W同位素测定方法研究(测定WO_3~-)。采用多接收动态跳扫方式对W同位素进行测定,实时在线测定~(18)O/~(16)O,并利用实验室实时在线氧校正NTIMS Os同位素分析时获得的~(17)O/~(16)O-~(18)O/~(16)O同位素分馏趋势线计算~(17)O/~(16)O,进行氧校正计算。对多接收动态和多接收静态数据处理方式及不同的同位素分馏校正方法进行了详细对比研究。在上述工作基础上,最终建立了以~(186)W/~(184)W=0.92767进行标准化,采用多接收动态方法进行数据处理的在线氧校正W同位素NTIMS测定方法。~(182)W/~(184)W测定结果的外部精度(2RSD)可达3×10~(-6)～6×10~(-6),基本满足地球、月球和行星早期演化等W同位素研究工作的需要。     

四川西部里伍式富铜矿床黄铜矿Re-Os定年及其成矿意义

川西里伍式富铜矿系指产于扬子地台西缘和松潘-甘孜造山带接合带江浪穹窿中的呈层状-似层状或透镜状的富铜矿床。矿床地质特征、矿化类型及矿相学研究表明其为热液型矿床。为精确厘定热液成矿作用发生的时间,本文对占主体的块状-脉状矿石中的黄铜矿进行了高精度NTIMS Re-Os同位素定年,获得等时线年龄为150.2±4.9~151.1±4.8Ma(2σ),说明里伍式富铜矿主要形成于晚侏罗世,明显晚于赋矿围岩新元古界里伍岩群,与江浪穹窿边部出露的花岗岩体年龄较为接近;初始187Os/188Os比值为3.65±0.29,说明其金属成矿物质来源主要为大陆地壳,很可能主要来源于赋矿岩层里伍岩群。结合成穹构造—岩浆事件,本文认为早燕山期区域伸展构造背景下的岩浆热隆作用不仅为铜富集提供了热动力和部分流体,同时为矿体最终定位提供了良好的导矿—容矿空间,是里伍式富铜矿形成的关键因素。     

陆相断陷盆地的构造层序地层分析

海洋浮游有孔虫中的硼同位素能够反映海水酸碱度的变化,从而为重建大气二氧化碳浓度的变化提供了一种新的手段,有望提供目前极地冰心记录所无法企及的百万年甚至千万年时间尺度上的大气二氧化碳浓度的变化。最近,海洋浮游有孔虫硼同位素的研究在实验分析技术(负热电离质谱法)、实验室偏差、同位素分馏系数、海水硼同位素长期变化以及各种次要因素等方面都取得了长足的进步,尤其是全蒸发负热电离质谱法的建立使硼同位素分析的样品需求量降到纳克级以下。不过,尽管海洋浮游有孔虫中的硼同位素作为大气二氧化碳浓度的替代指标很具有潜力,但还需要进行更加深入地研究。     

两种质谱仪在辉钼矿铼-锇年龄测定中的应用比较

对同一地区但Re、Os含量不同的一组辉钼矿样品,分别采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和负离子热表面电离质谱(NTIMS)对其Re-Os年龄进行了测定比较。结果表明,该组样品的平均Re-Os模式年龄分别为(138.3±4.0)Ma和(141.0±3.6)Ma(2σ,n=9),采用ISOPLOT软件的模式1进行等时线计算,得到等时线年龄分别为(138.6±2.9)Ma(2σ,n=9)和(141.6±1.9)Ma(2σ,n=9),两者在目前水平下的误差范围内基本一致。另外,分别采用ICP-MS和NTIMS对辉钼矿Re-Os年龄国家一级标准物质GBW04435和GBW04436进行了测定,所得的结果吻合也较好。     

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...