化学纯化预富集-激光剥蚀进样：高灵敏度高精度Os分析方法研究及应用

针对微量超微量元素和那些在等离子体质谱(ICP-MS)溶液分析过程中存在明显记忆效应的元素，拟通过激光剥蚀进样技术将化学纯化预富集样品以某一形态引进ICP，目的是提高分析物的绝对进样量，增强信号检测强度，同时克服记忆效应，改善ICP-MS测量精度。以分析物Os为研究对象，样品经Carius管密封消解，化学分离纯化，浓缩至适当的样品形态；采用四级杆ICP-MS，研究比较不同形态（液态或固态）样品的激光进样效果，获得理想的样品形态进行激光剥蚀，并最佳化激光参数（如激光束斑的尺寸、激光剥蚀样品的方式和时间），实现Os的高灵敏度高精度分析。将化学纯化预富集样品的激光剥蚀实验参数应用于MC-ICP-MS，进行高精度Os同位素比值分析，实现低含量样品如玄武岩和硫化物等的Re-Os同位素示踪及年代学研究。

Re-Os同位素体系，因Re、Os具有亲硫特性，所以该体系是公认的研究硫化物矿床成因、地球演化及壳幔相互作用的有效手段。然而，Re、Os自然丰度低，电离电位高，严重制约了该体系的发展和应用。虽然高精度多接收等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）能有效将其电离，但是该仪器最常规溶液进样系统，溶液提升量利用率低，Os记忆效应明显，严重影响了Os同位素比值的数据质量。为了克服MC-ICP-MS分析Os过程中的缺点，而发挥其分析效率高的优势，本课题尝试采用微区激光烧蚀技术与化学分离富集相结合：首先，将纯化Os溶解于10微升 0.2‰白糖-0.05‰H3PO4介质中，然后转移至疏水材料PFA薄膜上，蒸发浓缩，制备成直径约300微米的目标物。该目标物进行激光烧蚀，可以被最大化引进至ICP。与ICP-MS溶液方式进样相比，绝对量相同的Os浓缩成微小目标物，LA-ICP-MS检测，其信号强度提高了100倍以上。此外，采用该方式进样，Os的记忆效应也大大降低。样品经Carius管王水分解或锍试金熔融，首先，Os被蒸馏分离，HBr吸收；吸收液浓缩后，采用微蒸馏进一步纯化Os；纯化Os再制备成激光烧蚀目标物，LA-ICP-MS分析。Os全流程空白为6 pg。标样WPR-1和UTM-1，Os含量和187Os/188Os 比值分析结果与文献参考值一致。其187Os/188Os值分别为0.14481（9），0.17133（68）。.因为Os是Re-Os同位素体系的组成元素，所以分离Os后的样品，也尝试了Re分析方法的改进。针对Carius管分解样品，Os蒸馏分离后，消解样品经HF脱硅，并制备成1.2 M HCl溶液，过RE萃淋树脂，Re被树脂吸附。吸附Re用0.75 M HNO3淋洗，淋洗液收集，直接进行MC-ICP-MS测定，全流程Re回收率高于98%，方法检出限低至0.45 pg/g，说明该方法非常适合分析Re含量极低的地质样品。.本研究改进的Re、Os方法，适合低含量Re、Os分析，有助于扩展Re-Os同位素体系的应用研究。