釹同位素在同位素地球化學(xué)與地質(zhì)年代學(xué)研究中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。為準(zhǔn)確獲得143Nd/144Nd同位素比值,傳統(tǒng)方法需要通過(guò)兩階段離子交換技術(shù)分離出純凈的釹,再采用熱電離質(zhì)譜儀(TIMS)或多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)進(jìn)行測(cè)試。首先,將溶解后的樣品溶液通過(guò)陽(yáng)離子交換柱(AG50W-X8/12)去除基體,同時(shí)回收稀土元素(REEs)。然后,采用萃淋樹(shù)脂交換柱(P507/204 or LN)分離出純凈的Nd,再進(jìn)行測(cè)試。近年來(lái),采用MC-ICP-MS已實(shí)現(xiàn)了直接測(cè)定稀土中的Nd同位素比值。然而,對(duì)于釹同位素最主要的分析儀器TIMS,至今未實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的建立,其中如何準(zhǔn)確扣除144Sm干擾是該技術(shù)的主要難點(diǎn)。
中科院地質(zhì)與地球物理研究所固體同位素實(shí)驗(yàn)室李潮峰高級(jí)工程師及其合作者利用Triton TIMS質(zhì)譜儀進(jìn)行了該方法的研制,建立了有效的扣除方法。系列混和標(biāo)準(zhǔn)溶液和巖石標(biāo)樣的測(cè)定結(jié)果表明:通過(guò)陽(yáng)離子交換柱分離出的REEs溶液,無(wú)需Sm-Nd分離,熱電離質(zhì)譜儀同樣可以獲得準(zhǔn)確的143Nd/144Nd同位素比值,減少了化學(xué)分離純化步驟,提高了一倍的制備效率。
該研究成果近期發(fā)表在國(guó)際知名的分析化學(xué)期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry上(Li et al. Directly determining 143Nd/144Nd isotope ratios using thermal ionization mass spectrometry for geological samples without separation of Sm-Nd. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 2011, 26(10): 2012–2022)。
直接測(cè)試國(guó)際巖石標(biāo)樣稀土中143Nd/144Nd比值和傳統(tǒng)方法的類比