基于ICP-MS-MS质量转移模式的岩石样品中234,235,238U分析
编号:145
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更新:2025-11-12 21:05:39
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口头报告
摘要
同位素地球化学是示踪元素生物地球化学循环的重要手段,在深部过程和多圈层相互作用研究中具有不可替代的优越性。铀同位素作为氧化还原敏感元素,具有较高的质量数、较长的半衰期、较好流动性、以及相对有限的同位素分馏;同时,铀同位素广泛参与岩浆-热液作用,随岩浆上升过程中被重新分配和富集,与岩浆组分的运移过程同步性较好,且其分异现象与所处环境有关,其同位素含量和比值的差异能够准确反应深部过程的变化;此外,铀-238的α衰变是氦-4的一个重要来源,了解不同圈层岩石中铀同位素的含量,对于未来氦气藏资源勘探具有重要意义。因而,铀同位素有望成为深部过程、多圈层相互作用研究、油气资源效应的理想示踪核素。但地质样品中铀同位素含量较低且干扰较高,对其快速准确测量是制约其广泛应用的难点之一。
为了去除干扰,常用的方法有两种,一种方法是通过化学分离进行去除,但此时样品的分析时间较长,难以满足核取证等样品中核素的快速分析要求;另一种方法是基于ICP-MS自身的性能去除干扰,主要是通过串联质谱技术和碰撞反应池技术消除干扰,本研究主要基于此种方法来实现高干扰样品中234,235,238U准确测量。对比不同的碰撞反应气模式发现,在以O2/He+He作为碰撞反应气时,U与O2主要生成了UO2,而He的碰撞聚焦和缓冲作用以及碰撞反应池的轴向加速作用明显提高了目标核素的灵敏度,此外串联质谱的应用也有效抑制了临近核素谱峰拖尾对目标核素的测量影响。在此模式下,234,235,238U的谱峰拖尾、同重离子干扰被明显降低,谱峰拖尾干扰影响降低到5×10-12以下,UH/U比值降低到4.82×10-9,来自于Pb、Tl和Hg等形成的多原子同重离子干扰也可以忽略,此时234,235,238U的方法检测限分别为2 pg/g。使用岩石样品标准物质验证了本方法的可行性。
关键字
铀同位素;;ICP-MS/MS;岩石;同位素比值
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