Hf-W同位素体系化学分离与仪器分析方法建立和优化及其应用

The product of short half-life (~9 m.y.) 182Hf-182W isotope system, 182W, has been used to interpret the differentiation and core formation of terrestrial planets. In addition, it can be a tracer to know core-mantle interaction. In W isotope analysis, recovery of basalt digestion with large amounts Ca and Mg precipitates trapped W and multi-stage ion exchange resin to remove spectrometry interferences can as low as 50%. Meanwhile, ion exchange resin and large quantities of reagent usually contribute high blank level. For those difficulties in sample digestion and separation, nearly no W isotope data has been reported. To achieve high precision, high yield and low procedure blank, this study will systemically study effect of sulfuric acid on Ca and Mg precipitates and try to use BPHA chelated resin instead of conventional anion resin. This new technique will be utilized in analysis of Emeishan basalts. The source of Emeishan basalt is constrained by Hf-W isotopic system, and whether Emeishan mantle plum origin from core-mantle boundary or contribution from core gets interpret. This study will promote analysis and application of W isotope in geochemistry.

短半衰期（~9百万年）182Hf-182W同位素体系中，衰变产物182W常被用于解释类地行星的分异及其核部的形成，因此可以有效示踪核幔相互作用。在W同位素分析中，样品消解时富含的Ca、Mg发生对W的共沉淀，以及为了去除质谱干扰离子而进行的多次阴离子树脂分离，使得W的回收率会降低至50%。同时树脂交换柱和大量使用的试剂也成为了流程本底的主要来源。由于岩石样品消解和分离技术上的困难，国内W同位素工作少有开展。本项目将系统地研究硫酸的使用对高Ca、Mg样品消解效率的影响；并尝试利用“钽试剂”螯合树脂代替传统的多阶段阴离子树脂进行W的分离，以实现玄武岩W同位素的高精度、高回收率、低本底分析。用建立的方法分析峨眉山玄武岩，用Hf-W同位素体系限制其地幔源区及其性质，讨论峨眉山地幔柱是否起源于核幔边界或有来自核部物质的贡献。本项目的开展对岩石样品W同位素分析测定及应用有重要的推动作用。

短半衰期（~9百万年）182Hf-182W同位素体系中，衰变产物182W常被用于解释类地行星的分异及其核部的形成，因此可以有效示踪核幔相互作用。在W同位素分析中，样品消解时富含的Ca、Mg发生对W的共沉淀，以及为了去除质谱干扰离子而进行的多次阴离子树脂分离，使得W的回收率会降低至50%。本项目采用浓HF和浓HNO3溶样，6 M HCl – 0.2 M HF复合酸三次反复提取的方法对玄武岩样品进行消解，通过对玄武岩国际标样BHVO-2和AGV-2 的分析结果证明所确定的岩石样品消解流程简便有效。在W的分离纯化方面利用“钽试剂”螯合树脂代替传统的多阶段阴离子树脂进行W的分离，实现了玄武岩W同位素的高精度、高回收率、低本底分析。用建立的方法分析了峨眉山玄武岩，用Hf-W同位素体系限制其地幔源区及其性质，讨论峨眉山地幔柱是否起源于核幔边界或有来自核部物质的贡献。