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微鉆取樣一TIMSMC—ICPMS和LA—MC—ICPMS分析 礦物巖石87 Sr86 Sr比值的技術比較.pdf

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2014年 9月 September 20 14 巖 礦 測 試 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vo1.33.No.5 615~624 文章編號 :0254— 5357(2014)05~0615— 10 微鉆取樣 一TIMS/MC— ICPMS和 LA— MC— ICPMS分析 礦 物巖石87 Sr/86 Sr比值 的技術 比較 張 樂 一,任鐘元 h,丁相禮 一,吳亞 東1,2,賴永 旺 , (1.中國科學院廣州地球化學研究所 ,同位素地球化學 國家重點實驗室 ,廣東 廣州 510640; 2.中國科學 院 大學 ,北 京 100049) 摘要 :微區 Sr同位素體 系相對于傳統全巖 sr同位素研究,可以揭示樣品 自 身存在的不均一性,更好地反映樣品經歷的地質過程 ,已被廣泛應用于各種 地質研究領域,如研究殼幔相 互作用、巖漿起源和演化 ,巖漿體 系開放性研 究 ,沉積盆地 物源示蹤及 氣候環境研 究。準確 測定 Rb— Sr同位素 比值是 應 用該同位素體 系的前提。微鉆取樣 一熱 電離質 多接 收電感耦合等離子 體質譜(TIMS/MC— ICPMS)和激光剝蝕 多接收電感耦合等 離子體質譜(LA — MC— ICPMS)作為分析地質樣品微 區 Sr同位素組成的有效手段 ,已經得 到 了較為廣泛的應用。兩種技術在樣品制備 、干擾校正和質譜測試等方面各具優勢和不足。微鉆取樣 一TIMS/ MC— ICPMS的最大優勢是可獲得 高精度的 Sr同位素數據(外精度優于 100×10I¨,2SD);但 由于需要進行化學 處理 ,流程繁瑣耗 時(約 10天),實驗周期較長,同時需要嚴格控制化學流程空白,且取樣直徑(200~2000 m) 和取樣深度(100~2000 m)較大,空間分辨率較低 ,但是該方法可以對高 Rb樣品(如鉀長石)進行有效分析。 LA— MC— ICPMS的最大優勢是樣品制備 簡單,數小時即可完成 ,且分析效率高,根據樣品 sr含量的大小激光 束斑直徑多在 60— 300 m之間變化,其空間分辨率較前一種方法高,可在短 時間內對大量樣品進行分析。但 由于不能進行化學分離,分析過程 中存在 多種干擾 (如 Rb、ca、Kr和 REEs等),影響了測試的精度(約 200× 10I¨,2SD)和準確度(約 150×10 )。該方法 目前只能對高 Sr低 Rb的樣品(如斜長石、磷灰石等)進行有效分 析 ,而對于干擾元素含量較高的樣品 目前無法應用。本文認 為,對于微鉆取樣法,應將改進化學流程作為重點 研 究方 向,提 高化 學處理 效率 ,同時改善微鉆取 樣法 的取 樣技 術 ,減 小取 樣 直徑和 深度 以提 高空間分辨 率 ;對 于 激光剝蝕法,重點突破 Kr、Rb和二價 REEs等干擾校正問題 ,提 高干擾元素含量較高的樣品的分析精度和準確 度 ,同時需要提 高儀器靈敏度以滿足低 sr含量樣品的分析要求。 關鍵詞:鍶 同位素;微 區分析 ;微鉆 ;熱 電離質譜/多接收 電感耦合等 離子體質譜 ;激光剝蝕 多接收 電感 耦 合 等 離子 體 質譜 中圖 分類 號 :O614.232;0657.63 文獻標 識 碼 :A Rb— Sr同位 素體系是同位素地球化學領域應 用最廣泛的同位素體系之一。 Rb通過 B衰變轉變 為 sr,半衰期為 4.89×10 年¨ 。Rb和 sr均為不 相容親石元素 ,但是 Rb的不相容性較 sr更強 ,在殼 幔分異過程 中,Rb更容易進入地殼。這導致 了伴隨 地質演化 ,地殼 的 Rb/Sr比值越來越高 ,同時受 Rb 衰變影響的 St/ Sr相對 于地幔的盯Sr/%Sr比值具 有更快的增長速率 (圖 1)。Rb— Sr同位素體系 目前被廣泛應 用于地質年代學研究 。 、殼幔相互 作 用 、巖 漿 起 源 和 演 化 、巖 漿 體 系 開 放 性 研 究 、沉積盆地物源示蹤¨ ,以及氣候環境等方 面的研究¨ 。準確澳0定 Rb— sr同位素 比值是應 收稿 日期 :2014— 04— 09;修 回 日期 :2014— 05— 09;接受 日期 :2014— 05— 30 基金項 目 :國家 自然科學基金重 大研究計 劃項 目(91214202) 作者簡介 :張樂 ,碩 士研究 生 ,同位素地球 化學。E—mail:zhangle一[email protected].COlll。 通訊作者 :任鐘元 ,研究員 ,主要從事火成 巖巖 石學和同位素原位分析研究 。E—mail:[email protected].ac.cn。 一 615 —
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