地质样品中Li同位素高精度准确分析方法研究

发布时间：2018-03-15 10:27

  本文选题：Li同位素　切入点：SN-MC-ICP-MS　出处：《中国地质大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)的广泛应用和同位素分析方法的突破,非传统稳定同位素地球化学体系的研究获得了长足的发展。作为一种新兴的稳定同位素示踪工具,近年来锂同位素地球化学的研究受到了国际国内地学界日益广泛的关注。对于地质样品中Li同位素的高精度准确分析,主要包括两个方面:Li同位素的全岩整体分析和高精度原位微区分析。在本次研究中,我们系统整理了Li同位素分析技术的研究现状和发展历程,并且建立了SN-MC-ICPMS的全岩Li同位素测定方法和LA-MC-ICP-MS的微区Li同位素分析方法。1.低空白、低记忆效应的Li同位素测定方法使用AG50W-x8(200-400目,2.7 ml)阳离子交换树脂填充的石英交换柱(内径0.6 cm,高21.5 cm),以12 ml 1 N HNO_3/80%(v/v)CH3OH作为淋洗液可实现对不同岩性标样中Li元素的化学分离富集。实验结果表明我们建立的化学分离方法不会根据岩性的不同而变化,并且不会受到样品Mg:Li比值的影响。该方法得到的回收率大约为100%,化学分离得到的Li接收液中残余元素/Li比值约为1.5,并且大部分残余元素/Li比值小于1。尽管残余元素不同对Li同位素比值测定的影响不同,但是当残余元素/Li比值10时,残余元素对Li同位素的测定不会造成严重的影响。在仪器测试方面,Li较高的仪器空白和较强的记忆效应会严重影响Li同位素的测定。我们使用5%NaCl溶液可以使Li的仪器空白降低15-70倍,并且降低的Li空白信号值可以在3小时内保持不变。Li的仪器空白和记忆效应消除后,样品和标样中Li浓度和HNO_3浓度不匹配对Li同位素准确测定的影响大大降低。基于此,我们建立了非基体匹配Li同位素比值准确测定方法。我们利用该方法对不同岩性地质样品进行Li同位素测定,测定值与推荐值在误差范围内保持一致,并且长期外部精度约为0.25‰。该方法的建立有助于地质学家运用Li同位素进行地质问题的解答。2.LA-MC-ICP-MS原位微区Li同位素分析使用LA-MC-ICP-MS原位测定Li同位素的方法起步较晚,并且前人在进行Li同位素分析时,面临着准确度和精度较差等问题。在本文中,我们主要针对Li的信号强度较低、~7Li/~6Li的比值稳定性较差和信号强度不匹配等问题进行了探讨。实验结果表明,相对于Jet+X锥,standard+X锥组合的使用会使信噪比提高4倍。屏蔽炬的使用也会提高Li的信号强度约3-4倍。对于~7Li/~6Li比值的稳定性,使用较浅的采样深度和较高的样品气流流速可以使得~7Li/~6Li比值的稳定性分别提高4倍和13倍。4 ml/min流速N2的加入使得不同基体样品的~6Li和~7Li的灵敏度差异减小,即N2的加入可以降低基体效应对Li同位素测定的影响。使用LA-MC-ICPMS进行Li同位素测试时,信号强度的不匹配会引起较强的同位素分馏,但是对于Li信号强度较高(0.2V)和信噪比较高(214)的样品,信号强度的不匹配不会引起严重的同位素分馏。对于Li信号强度较低的样品,则需要使用不同的激光频率对样品和标样的Li信号强度进行匹配。以上条件的优化使得ns-LA-MC-ICPMS实现了非基体匹配的Li同位素原位测定,得到的精度约为±1‰。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P597

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本文编号：1615628