非传统Nd同位素高精度测试方法及其在浅表地质过程中分馏机理研究

This project will first establish the analytical method for high precision non-tradition Nd isotopes without the inconvenience of employing double spikes. The key point of this method is to set up an ion-exchange chromatographic procedure by trying different combination of various resins, which enables 100 percent recovery for Nd, and totally removes the Ce and Sm to diminish their interference during machine measurement. After that, the non-traditional Nd isotopes will be precisely measured on a MC-ICPMS by using the standard-sample-standard bracketing (SSB) technique to calibrate the mass-bias during the measurements. Based on this method, we will measure the stable Nd isotopes of the generally-used geological standard references that cover various kinds of rock types and a series of samples from typical geological bodies to figure out the general distribution of the non-traditional stable Nd isotope in the crust and the mantle.

本项目将首先建立起不依赖双稀释剂的高精度非传统Nd同位素分析方法，该方法的关键在于通过尝试不同的离子交换树脂的组合，建立可以实现接近百份之一百回收Nd，而且能将Ce和Sm完全分离到不影响Nd同位素质谱测量的化学纯化流程，以及利用标准-样品-标准的测量模式（SSB）进行外部分馏校正，在MC-ICPMS上精确测定Nd的各个同位素的非传统同位素组成。在此方法的基础上，拟对各种地质标准物质以及代表性地质单元的样品进行测试，从而了解稳定Nd同位素组成在壳幔主要地质单元的分布概况。

采用强阳离子交换树脂AG50x-12进行了REE的富集与其它基体元素的分离，结合HDEHP稀土分离特效树脂，实现了Nd与其它稀土元素的完全分离，并可获得高于96%的回收率。利用标准-样品-标准的外部校正分馏方法在多接受电感耦合等离子质谱上（MC-ICP-MS)完成了高精度的稳定Nd同位素的分析方法的建立。我们对三个Nd标准溶液 La Jolla, Nd-GIG 和 NIST 3135a进行了长期的分析，结果显示各个稳定Nd同位素比值均可获得小于0.2‰的内部精度（2σ）和小于0.2‰的外部精度，除了δ48Nd的外部精度为0.5‰，此方法所获得的结果与采用双稀释剂TIMS分析获得的结果在误差范围内完全一致。另外我们分析了一批常用的国际岩石标准物质的稳定Nd同位素组成，证实了高质量数的Nd同位素在天然样品中也存在分馏的推测，此方法也将为以后开展非传统Nd同位素在地学中的应用提供良好的手段。