Microscale Simultaneous Measurement of Carbon and Nitrogen Isotopes on Natural Diamond
Microscale Simultaneous Measurement of Carbon and Nitrogen Isotopes on Natural Diamond
复制标题
天然钻石碳氮同位素的微尺度同步测量
DOI：
10.1111/ggr.12485
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发表时间：
2023
影响因子：
3.8
通讯作者：
Valley, John W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ishida, Akizumi;Kitajima, Kouki;Hashizume, Ko;Spicuzza, Michael J.;Zaitsev, Alexander;Schulze, Daniel J.;Valley, John W.
SIMS 首次对产自科罗拉多州 State Line Distinct 凯尔西湖金伯利岩 (UWD-1) 的天然钻石应用了 SIMS 对碳和氮同位素比的同步分析。这种原位程序速度更快，减少了分析样本量，并从单个直径约 10μm 的坑中测量两种同位素比，这是分区钻石的一个关键优势。本研究中通过传统燃烧方法测定的大块UWD-1晶体的碳同位素比（表示为δ13CVPDB）为‐5.9‰±±0.2‰（VPDB，2s）。通过逐步燃烧和气源质谱法测定氮质量分数（[N]）和同位素比（表示为δ15NAir），分别得到553 ± 64 μg g-1和‐6.7‰ ± 1.1‰（空气，2s）。使用三个法拉第杯和一个电子倍增器通过 SIMS 同时测量 12C2-、12C13C-、12C14N- 和 12C15N- 二次离子。 UWD-1（16 个芯片上的 178 个点，10 μm 点）的 δ13C 和 δ15N 值的点间再现性分别为 0.3‰ 和 1.6‰ (2s)。虽然作为 [N] 指标的 12C14N-/12C2-比率在这 16 个芯片中变化高达 12%，但这种变化与 δ13C 或 δ15N 值无关。我们认为 UWD-1 是一种适合对金刚石样品中 δ13C 和 δ15N 值进行微尺度原位分析的参考样品。
Simultaneous analysis of carbon and nitrogen isotope ratios by SIMS was applied for the first‐time to a natural diamond from the Kelsey Lake kimberlite, State Line Distinct, Colorado (UWD‐1). Thisin situprocedure is faster, reduces sample size for analysis, and measures both isotope ratios from a single ~ 10 μm diameter pit, a critical advantage for zoned diamonds. The carbon isotope ratio (expressed as δ13CVPDB) of the bulk UWD‐1 crystal, determined by the conventional combustion method in the present study, is ‐5.9‰ ± 0.2‰ (VPDB, 2s). Nitrogen mass fraction ([N]) and isotope ratio (expressed as δ15NAir) were determined by stepwise combustion and gas‐source mass‐spectrometry, resulting in 553 ± 64 μg g‐1and ‐6.7‰ ± 1.1‰ (Air, 2s), respectively. Secondary ions of12C2‐,12C13C‐,12C14N‐, and12C15N‐were simultaneously measured by SIMS using three Faraday cups and one electron multiplier. The spot‐to‐spot reproducibility of δ13C and δ15N values for the UWD‐1 (178 spots on sixteen chips, 10 μm spots), were 0.3‰ and 1.6‰, respectively (2s). While12C14N‐/12C2‐ratios, which are an indicator for [N], varied up to 12% among these sixteen chips, such variation did not correlate with either δ13C or δ15N values. We propose that UWD‐1 is a suitable reference sample for microscalein situanalysis of δ13C and δ15N values in diamond samples.
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