聚焦地礦微區原位分析新技術——2019中國質譜學會無機及同位素...

儀器信息網訊 2019年9月21日， 2019年中國質譜學會無機及同位素質譜學術會議在貴陽隆重召開。大會共邀請18位專家做大會報告並開設主題為雷射剝蝕等離子體質譜、生命科學與醫學、同位素質譜、儀器研發與應用、環境與食品等多個分會場。會議同期還設置了青年論壇專場和學術牆報展示，以促進我國無機及同位素質譜分析技術的快速發展，展示我國在該領域取得的成績及增進同行間的學術交流。儀器信息網對本次會議中針對地礦領域樣品的微區原位分析新技術及應用新進展進行了整理，以饗讀者。

21日下午，大會報告及雷射剝蝕等離子體質譜專場中，廈門大學杭緯、中國地質大學（武漢）胡聖虹、胡兆初、西北大學袁洪林、中科院地質與地球物理研究所楊嶽衡等眾多專家針對地礦領域樣品分析進展及應用進行了專題分享。

廈門大學化學化工學院 杭緯

報告題目《無機質譜的礦物直接分析方法》

杭緯在報告中介紹到，目前地質領域中的85%的樣品前處理是以強酸或強鹼消解並配合光譜/質譜分析，15%的樣品多使用熔融或粉碎法處理再使用X射線光譜儀分析，因而缺乏對巖礦樣品的直接定性定量的分析方法。在現有的無機質譜技術中，輝光放電、火花放電、雷射濺射電感耦合等離子體、二次離子質譜技術可用於固體的直接分析，但都具有其缺憾之處。杭緯提出，相對而言基於雷射的濺射最適合於礦物的直接分析，同時雷射濺射電感耦合等離子體質譜法也是目前最為常用的礦物直接分析質譜法。杭緯在報告中詳細介紹了其課題組對基於該方法進行的技術優化以及儀器的研製，並介紹了相關應用的新進展。

中國地質大學（武漢） 胡聖虹

報告題目《微體化石LA-ICP-MS元素定量成像》

沉積地層中生物/微生物化石的地球化學信息對研究古海洋、古氣候、古環境變化及重建具有重要意義。而單個微化石原位微區或成像信息，是用於判別後期陸源交代程度、探究地質歷史時期重要突變事件的古海洋環境的重要手段。

生物成因化石主要基質為碳酸鹽巖和磷酸鹽巖，胡聖虹課題組因此分別採用共沉澱-高溫高壓熔融及共沉澱塊狀晶體策略製備碳酸鹽、磷酸鹽基體匹配固體校正標準，實現準確定量化石微區的微量元素。此外，其團隊建立了微化石LA-ICP-MS元素定量成像方法，獲取了有空蟲、牙形石、牙齒以及結石等元素或元素比空間分布及成像，為古海洋氣候環境的重建提供了新的手段。

中國地質大學（武漢） 胡兆初

報告題目《雷射剝蝕等離子體質譜在地質樣品分析中的新進展》

LA-ICP-MS可進行固體微區原位微量元素和同位素準確分析，是地球化學及無機分析科學領域中重要的分析方法之一。胡兆初在報告中介紹了其團隊採用雷射剝蝕引入溶液樣品的進樣方法，可克服傳統溶液霧化法中與溶劑有關的多原子離子幹擾及樣品基體效應等問題。也介紹了其課題組建立的雷射剝蝕等離子體質譜測定鋯石中鋯同位素的新方法，其建立的LA-MC-ICP-MS鋯石Zr穩定同位素分析技術可以準確識別鋯石顆粒中Zr同位素組成的變化。最後，胡兆初還介紹了黑鎢礦雷射剝蝕等離子體質譜U-Pb定年方法，採用水蒸氣輔助非基體匹配U-Pb定年方法，相比引入其他的活性氣體，該方法可講儀器增敏2-3倍，並準確分析黑鎢礦U-Pb年齡。

西北大學地質學系 袁洪林

報告題目《雷射剝蝕等離子體質譜技術在地球科學中的應用》

袁洪林提出，雷射-無機質譜（LA-ICP-MS）方法在地質學、礦物學、人類學、考古學、環境科學等不同學科中應用廣泛，並且相對整體分析來說，微區分析技術包括微米區域、原位分析等。雷射剝蝕系統聯用四極杆ICP-MS可測定U-Pb、微量元素，聯用MC-ICP-MS可進行Li、Mg、Fe、Cu、Zn、Sr、Nd、Hf、Pb等同位素分析，聯用大型MC-ICP-MS則可對S、Si、Fe進行同位素分析。袁洪林提到，影響雷射-質譜同位素分析精準度的因素包括雷射（波長/脈寬）、樣品室、傳輸管道、輔助試劑以及離子化效率等。基於此，其團隊開發了兩階段剝蝕法分析鋯石的方法，以及利用雷射「分束分析」（雷射-雙質譜聯機）技術對S、Pb以及多元同位素進行了原位微區分析， 以研究礦床過程與硫的來源以及多期次成礦的Pb-Pb定年和巖石圈地幔及下地殼演化。

中科院地質與地球物理研究所 楊嶽衡

報告題目《雷射原位氟碳鈰礦U-Th-Pb定年與Sr-Nd同位素分析》

稀土以其獨特的物理化學性質，廣泛應用於電子、信息、通訊、能源、汽車、航空航天等諸多高技術領域，也被稱為工業維生素。而在地質學領域中，稀土成礦也是研究礦床成因和地球動力學的關鍵，同時氟碳鈰礦作為稀土礦床礦石礦物，是開展成礦年代學和成礦源區研究的直接對象。基於此，楊嶽衡團隊開發了原位微區氟碳鈰礦U-Th-Pb雷射原位定年與Sr-Nd同位素標樣分析的方法，為今後更好地開展稀土礦床年代學研究提供了重要的直接研究手段。