离子交换分离和多接收等离子体质谱法高精度测定钛同位素的组成.pdfVIP

HUAXUE)研究报告 第12期 第39卷 分析化学(FENXI ChineseJournalof Chemistry 1830～1835 2011年12月 Analytical DOI：10．3724／SP．J．1096．2011．01830 离子交换分离和多接收等离子体质谱法高精度 测定钛同位素的组成 唐索寒u 朱祥坤1 赵新苗2 李津1 闫斌1 -(国土资源部同位素地质重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京100037) ：(中国科学院地质与地球物理所岩石圈演化国家重点实验室，北京100029) 摘 要通过三步离子交换将Ti与地质样品基体分离，并利用多接收等离子体质谱(MC-ICPMS)高精度地测 定Ti同位素组成。检查了AJ,EZr,Hf和Nb对Ti同位素测定的干扰情况，确定Al厂ri≤0．05，P厂ri≤0．10, Zr／Ti≤0．01。Hf／Ti≤0．05，Nb／Ti≤0．05的条件下，不影响Ti同位素组成的测定；考察了合成样品和地质标样经过 三步离子交换分离后的分离效果；对Ti同位素分析过程中仪器测试的长期重现性、浓度效应、化学分离效果 Ti 等问题进行了检验。运用此方法测定了国家岩石成分标准物质GBW07105的Ti同位素组成，相对于NIST Ti一 标准的结果为：扩Ti一一O．53‰±O．03‰，铲Ti一一1．02‰士0．04％o，扩Ti一一1．55‰±O．06‰和P 一2．06‰_-L-0．07‰。 关键词 钛；同位素组成；离子交换色谱；多接收等离子体质谱 1 引 言 钛作为高场强元素(HFSE)，可作为多种地质作用的指示剂。如在地幔交代作用过程中，钛等过渡 族元素会发生活化迁移和再分配，并且在地幔交代作用的产物中发生富集”】。在聚合型板块边缘，交代 和岩浆作用随着洋壳板块的不断俯冲而发生；与之相伴，包括Ti在内的一系列元素在岩浆(或流体)与 残留相间发生分异，并且这些元素的化学分异程度是洋壳板块俯冲深度的函数嘲。有理由认为，这些地 质过程在导致元素迁移和再分配的同时，可能也会使钛同位素发生分馏，导致钛同位素组成的变化。 zhu等【31发现，在地幔包体中角闪石的钛同位素组成比陨石、玄武岩等样品钛同位素组成重得多，而且 我国黄土高原黄土的钛同位素组成与冰岛玄武岩的钛同位素组成也有所不同。因此，钛同位素有可能 成为新的示踪剂，用于指示一些重要地质过程。 技术最早用于陨石物质中同位素异常的研究刚。该技术的核心是采用内标法(49T俨Ti--0．749766)进行 Ti同位素测定时的仪器质量歧视校正16,7]。这种内标校正方法不仅能够校正仪器的质量歧视，同时还能 校正化学处理过程导致的、或自然界中发生的同位素质量分馏。因此，该技术具有以下两个突出特点： (1)由于不用担心样品纯化分离过程可能导致的同位素分馏，对样品中待测元素的回收率不要求达到 100％；(2)由于该校正方法消除了一切质量分馏效应，所获得的数据为放射衰变或在恒星与太阳系早期 环境中发生核素合成和核照射导致的同位素异常。 早期的钛同位素异常测定采用热电离质谱仪[5,61，近年来又发展了多接收等离子质谱(MC—ICPMS) 进行钛同位素异常测定的技术[71。但这些技术不能提取示踪地质作用和地质过程所需要的钛同位素质 量分馏信息。与之相关，这些分析技术应用的钛的分离方法是否适用于进行同位素分馏测定时的样品 纯化仍有待检验，因为这些方法建立时无需考虑样品纯化过程导致同位素分馏。文献【3]报道了MC— ICP-MS方法高精度测定钛同位素，文献[8】报道了与其技术配套的钛的分离方法。与上述工作相比，本 研究通过对混合标液和地质标样进行分离，对各种元素在三步分离过程中的效果进行了更加详细的分 析；