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中科院地質(zhì)地球所等測定地質(zhì)樣品Sr-Nd同位素比值新方法

發(fā)布日期：2013-05-16 瀏覽次數(shù) ：617

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中科院地質(zhì)地球所等測定地質(zhì)樣品Sr-Nd同位素比值新方法

87Sr/86Sr和143Nd/144Nd比值被廣泛應(yīng)用于地球化學(xué)示蹤和巖石學(xué)研究中。為獲取準(zhǔn)確的87Sr/86Sr和143Nd/144Nd比值，傳統(tǒng)方法需要通過兩步離子交換技術(shù)分離出純凈的Sr和Nd，再采用熱電離質(zhì)譜儀（TIMS）進(jìn)行測試。即先將溶解后的樣品溶液通過陽離子交換柱（AG50W-X8/12）去除基體，同時(shí)分離出純凈的Sr，并回收稀土（REEs），然后采用萃淋樹脂交換柱（P507/204 or LN）從稀土中分離出純凈的Nd，后，將純凈的Sr和Nd分別涂覆于不同的燈絲上，采用TIMS進(jìn)行測試。
 

　　盡管傳統(tǒng)的TIMS分析方案具有高的準(zhǔn)確度和測試精度，但傳統(tǒng)方案耗時(shí)費(fèi)力、實(shí)驗(yàn)成本高。表現(xiàn)在兩個(gè)方面：(1) TIMS的離子源無法在大氣壓條件下直接測試，樣品室每次只能安裝有限的（13~21件）樣品，完成這些樣品分析后，再裝入下一批待測樣品，這將消耗大量時(shí)間（>3小時(shí)）用于抽真空。此外，繁瑣的操作步驟（燈絲清洗、點(diǎn)焊、去氣及點(diǎn)樣）將消耗大量的人工，大地制約了實(shí)驗(yàn)室的工作容量。(2) 樣品測試所用的高純燈絲材料（Re、Ta、W）均為一次性，目前主要依靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴，大量的燈絲消耗增加了實(shí)驗(yàn)成本。

　　中科院地質(zhì)與地球物理研究所固體同位素實(shí)驗(yàn)室李潮峰工程師及其合作者利用Triton TIMS質(zhì)譜儀，嘗試分析鍶和稀土的混合餾分，即一步過柱回收鍶和稀土，將蒸干后的樣品直接涂覆于錸燈絲上，利用TIMS順序測定同一燈絲上Sr和Nd同位素比值。方法的穩(wěn)定性和可靠性采用一系列巖石標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，分析結(jié)果與傳統(tǒng)方法相一致。該方法顯著提高分析效率，大拓展了實(shí)驗(yàn)室的工作容量。

　　具體而言，該方法的有四：(1) 傳統(tǒng)的兩步制備簡化為一步，節(jié)省了1倍制備時(shí)間；(2) 無需離子源放氣，順序測定Sr-Nd，節(jié)省了1倍抽真空時(shí)間；(3) 燈絲用量減少1倍，測試成本大大降低；(4) 繁瑣的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作（燈絲清洗、點(diǎn)焊、去氣及點(diǎn)樣）被簡化1倍，降低了1倍人工消耗。

　　該研究成果近期發(fā)表在分析化學(xué)類期刊Analytica Chimica Acta上（Li et al. Rapid and precise determination of Sr and Nd isotopic ratios in geological samples from the same ?lament loading by thermal ionization mass spectrometry employing a single-step separation scheme. Analytica Chimica Acta. 2012, 727: 54-60）

中科院地質(zhì)地球所等測定地質(zhì)樣品Sr-Nd同位素比值新方法