碳酸岩样品微量元素LA-ICP-MS微区原位准确分析方法研究

论文摘要

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）对分析体积较小的样品提供了强大的技术支持。LA-ICP-MS分析具有样品制备简单,低空白,高空间分辨率（通常>10μm）及分析迅速（一个点的分析时间<3分钟）等特点。不仅对于硅酸岩的分析,对于碳酸岩熔体及具有生长环带的生物样品的分析而言,LA-ICP-MS是一种经济高效同时很有吸引力的分析技术。日前关于LA-ICP-MS对碳酸岩进行原位微区定量分析的主要方法均是采用内标接合NIST SRM 600系列玻璃作外标来进行校准,内标的测定要么通过其它的微区分析方法来实现（如EPMA）,要么根据矿物化学计量式估算。本研究中我们采用LA-ICP-MS结合无内标百分百归一化法分析了碳酸盐中54种主量和微量元素。无内标多个硅酸岩参考玻璃作外标的校准策略（MRM-NoIS）被用来校准每一次剥蚀过程中与基体有关的物质的绝对剥蚀量的不同。使用MPI-DING玻璃做外标校准,同时结合MRM-NoIS的校准策略分析了碳酸盐标样MACS-3。结果表明,大部分元素测试值与推荐值的偏差在10%以内（稀土十元素和主量元素的偏差在5%以内）。采用这种校准策略分析天然的火成方解石颗粒,发现对于Mg, Sc, Mn, Sr和稀土元素,其结果与溶液ICP-MS结果的偏差在10%以内。以上结果证明：采用基体不匹配的多个MPI-DING参考玻璃物质作外标结合无内标分析的校准策略,LA-ICP-MS能准确原位分析碳酸盐中的主量和微量元素。此外,研究结果表明碳酸盐压饼标样MACS-3中Nb的推荐值应该是53.4μg/g,而不是在G-Probe 4测试项目中给出的35.2μg/g。

论文目录

• 作者简介
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 电感耦合等离子体质谱简介
• 1.1 引言
• 1.2 ICP-MS仪器基本原理
• 1.2.1 等离子体和矩管
• 1.2.2 等离子体和质谱仪之间的接口
• 1.2.3 离子聚焦系统（离子透镜）
• 1.2.4 四极杆质量分析器和离子检测器
• 1.3 ICP-MS中的干扰
• 1.3.1 同量异位素的干扰
• 1.3.2 多原子和双价离子的干扰
• 1.3.3 非质谱干扰
• 1.4 LA-ICP-MS技术简介
• 1.4.1 激光剥蚀技术的发展
• 1.4.2 LA-ICP-MS中元素的分馏
• 1.5 选题来源、目的和意义
• 第二章 LA-ICP-MS无内标法准确分析碳酸岩的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 国际地质参考物质和样品准备
• 2.2.2 仪器和操作条件
• 2.2.3 数据校准
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 方法不确定度
• 2.3.2 NIST SRM610参考物质校准结果
• 2.3.3 MPI-DING玻璃参考物质校准结果
• 2.3.4 碳酸岩压饼片GP-4和天然方解石样品的分析结果
• 第三章 结论及存在不足
• 3.1 结论
• 3.2 存在不足
• 致谢
• 参考文献