斜长石二次离子质谱氧同位素分析基体效应与靶间校正方法研究

The oxygen isotope geochemistry of plagioclase, one major mineral in a large variety of rock in both earth and extraterrestrial planets, could provide critical constrains on hydrothermal fluid-rock interaction, magma genesis and planet evolution. Secondary ion mass spectromete (SIMS) can be used to conduct in situ oxygen isotope composition analysis with high-spatial resolution. Owing to chemical variation of plagioclase, large variation of instrumental mass fractionation (IMF) will occurs during SIMS oxygen analysis, i.e. matrix effect. This requires several plagioclases to construct a calibration curve for IMF. Therefore, it is necessary to make comprehensive evaluation of matrix effect on SIMS oxygen analysis on plagioclase in order to obtain both precise and accurate results. The proposal plans to establish a protocol for plagioclase SIMS oxygen analysis focusing on evaluating methods to correct bias of matrix effect resulting from variation of plagioclase. In addition, different SIMS working conditions will be explored in purpose of develop approach to use IMF calibration curve in one mount with only reference materials to correct IMF of unknown samples on another mount, i.e. off-mount calibration.

斜长石是地球和其他星球上各类岩石中最为常见的矿物之一，其氧同位素组成在热液水岩相互作用、岩浆起源与演化以及行星起源等方面有着重要的应用价值。利用二次离子质谱（SIMS）可对斜长石不同环带进行原位高空间分辨率分析，但因为斜长石化学成分的变化，会造成测试的氧同位仪器质量分馏产生较大变化（即基体效应），需要多件斜长石标样进行氧同位素仪器质量分馏校正。因此，亟需对斜长石SIMS氧同位素基体效应进行系统评估并建立理想的校正方法。本项目拟通过对斜长石化学成分与SIMS氧同位素组成的相关性研究，认识其化学组成变化对基体效应的影响规律，建立斜长石SIMS氧同位素完善的分析流程和基体效应校正方法。因为一整套多件标样的研发难度大且一般标样量有限，所以拟开展SIMS不同工作条件下对比实验，试图建立通过标样靶对其他靶样品进行仪器质量分馏校正的靶间校正方法，为标样稀缺的二次离子同位素分析奠定基础。

斜长石是地球和其他星球上各类岩石中最为常见的矿物之一，其氧同位素组成在热液水岩相互作用、岩浆起源与演化以及行星起源等方面有着重要的应用价值。鉴于斜长石微小生长环带记录的丰富信息，二次离子质谱（SIMS）微区分析提供了一种高效准确的分析测试手段。因斜长石是钠长石-钙长石固溶体，其较大的成分变化，对SIMS微区分析过程中的仪器质量分馏（IMF）影响较大，即基体效应（Matrix effect）。因此为获取精准氧同位素组成，确定受斜长石成分变化影响的IMF规律至关重要。本项目针对这一目的，建立了斜长石二次离子质谱微区氧同位素分析方法，探究了进行IMF校正的策略，并标定了两件斜长石氧同位素分析潜在标样（BLD-26.283±0.007‰和BLD-36.807±0.008‰），为进一步推进斜长石微区氧同位素分析在地球与行星学科中的应用奠定了一定的技术基础。