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飞秒激光-三重四级杆ICP-MS准确测定石英和锆石中微量元素钛

批准号:
41903024
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
吴石头
学科分类:
元素地球化学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:

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项目成果

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中文摘要
石英和锆石的钛温度计为探索复杂地质过程提供了温度制约,但准确测定石英/锆石中钛的含量是该温度计有效利用的前提。作为石英和锆石中的微量元素,钛的激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)准确测定存在两个关键技术难点,其一是石英的剥蚀效率低,其二是干扰元素的影响,导致Ti分析精度差(高达30%)。本项目拟利用飞秒激光改善石英的剥蚀行为,并采用三重四级杆质谱(ICP-QQQ-MS)动态反应池技术消除同质异位素(48Ca+、96Zr2+)对48Ti+的干扰,实现高空间分辨率模式下(<30um)石英/锆石中低含量Ti(0.01-10ug/g)的准确分析,为石英/锆石钛温度计在地质研究中的应用提供技术支撑,同时也为原位微区钛同位素分析提供技术借鉴。
英文摘要
Quartz and zircon titanium (Ti) thermometers provide temperature constraints for understanding complex geological processes. However, the precise and accurate determination of Ti contents in quartz/zircon is the prerequisite for applications of this thermometer. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) has two bottlenecks: (1) poor ablation behavior of quartz, (2) mass interference on Ti isotopes, resulting less precision (RSD>30%). This project plans to use femtosecond laser to improve the ablation behavior of quartz, and uses the dynamic reaction cell technology of a triple quadrupole mass spectrometry (ICP-QQQ-MS) to eliminate 48Ti+ mass spectrometry interference from 48Ca+, 96Zr2+, and achieve the quantitative analysis of low content Ti (0.01-10ug/g) in quartz/zircon at high spatial resolution mode (<30um). This can provide technical support for the geological application of Ti-in-quartz and Tin-in-zircon thermometers The results of this project will also provide technical references for in-situ micro-determination of Ti isotope analysis.
准确测定石英/锆石中钛含量是保证石英/锆石钛温度计有效利用的前提。本项目创新性的采用飞秒激光改善石英的剥蚀行为,并利用三重四级杆质谱(ICP-MS/MS)动态反应池技术消除同质异位素(48Ca+、96Zr2+)对48Ti+的干扰,建立fs-LA-ICP-MS/MS高空间分辨率模式(<30um)石英/锆石中低含量钛(0.01-10ug g-1)的分析方法。查明了48Ti质谱干扰情况;优化后的激光参数为:257nm飞秒、能量密度为4J cm-2,剥蚀频率为5Hz。尝试了NH3、O2、CH4和CH3F四种活化气体的反应情况,发现NH3效果最佳,在40-160质量数范围内对反应产物进行了鉴定,最优的反应产物是48Ti14N51H13+。我们进一步对仪器灵敏度做了优化,发现微量的氮气可使得信号灵敏度提升3倍。基于上述的实验,建立了fs-LA-ICP-MS/MS石英/锆石中低含量Ti分析方法,采用6个锆石标准物质进行了验证,这为石英/锆石钛温度计在地质研究中的应用提供技术支撑,同时为丰富现有微区分析标准物质数据库,本项目还标定了三个天然玻璃微区分析标准物质(OJY-1, OH-1, OA-1)。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
In situ Calcite U-Pb Geochronology by High-sensitivity Single-collector LA-SF-ICP-MS
采用高灵敏度单接收器 LA-SF-ICP-MS 进行原位方解石 U-Pb 地质年代学
DOI: 10.1007/s11430-021-9907-1
发表时间: 2022
期刊: SCIENCE CHINA Earth Sciences
影响因子: --
作者: [Shitou Wu, Yueheng Yang, Nick M. W. Roberts, Ming Yang, Hao Wang, Zhongwu Lan, Bohang Xie, Tianyi Li, Lei Xu, Chao Huang, Liewen Xie, Jinhui Yang, Fuyuan Wu]
通讯作者: Fuyuan Wu
DOI: --
发表时间: 2020
期刊: Atomic Spectroscopy
影响因子: 3.4
作者: [Shitou Wu, Yueheng Yang, Hao Wang, Chao Huang, Liewen Xie, Jinhui Yang]
通讯作者: Jinhui Yang
Three Natural Andesitic to Rhyolitic Glasses (OJY‐1, OH‐1, OA‐1) as Reference Materials for In Situ Microanalysis
三种天然安山岩到流纹岩玻璃(OJY-1、OH-1、OA-1)作为原位微量分析的参考材料
DOI: 10.1111/ggr.12449
发表时间: 2022-07
期刊: Geostandards and Geoanalytical Research
影响因子: 3.8
作者: [Shitou Wu, Andreas Audétat, Klaus Peter Jochum, Hao Wang, Jingyuan Chen, Brigitte Stoll, Chao Zhang, Zhian Bao, Shuiyuan Yang, Chaofeng Li, Xuefeng Wang, Chunxue Xu, Lei Xu, Chao Huang, Liewen Xie, Yueheng Yang, Jinhui Yang]
通讯作者: Jinhui Yang
Improved in situ Zircon U-Pb Dating at High Spatial Resolution (5-16 um) by Laser Ablation-Single Collector-Sector Field-ICP-MS using Jet sample and X Skimmer Cones
使用喷射样品和 X 截取锥,通过激光烧蚀-单收集器-扇区场-ICP-MS 改进高空间分辨率 (5-16 um) 的原位锆石 U-Pb 定年
DOI: 10.1016/j.ijms.2020.116394
发表时间: 2020
期刊: International Journal of Mass Spectrometry
影响因子: 1.8
作者: [Shitou Wu, Ming Yang, Yueheng Yang, Liewen Xie, Chao Huang, Hao Wang, Jinhui Yang]
通讯作者: Jinhui Yang
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    斜锆石U-Pb和Hf同位素标准物质研制及小束斑(5-20微米)定年技术
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