岩石和矿物中氧同位素组成分析制样装置改进及分析方法

张建锋， 刘汉彬， 金贵善， 韩 娟， 石 晓， 李军杰， 张 佳， 郭东侨

(核工业北京地质研究院， 北京 100029)

氧元素是地壳中含量最高的元素，是岩石和矿物主要组成成分。氧同位素是判断成岩成矿物质来源、运移过程、成矿环境以及成因的主要手段之一[1-2]，氧同位素组成已成为地球科学研究的强有力工具。

目前，岩石和矿物中氧同位素组成分析方法主要有五氟化溴法[3-6]、激光探针法[7-15]和离子探针法(SIMS)[16-18]。传统的五氟化溴法是将试样与五氟化溴进行氟化反应释放出O2，将O2引入石墨反应炉内生成CO2气体后送同位素质谱仪进行氧同位素分析。激光探针法依据激光器类型可分为红外激光法与紫外激光法，通过加热(红外激光)试样或将试样气化(紫外激光)后与五氟化溴反应，将生成的O2直接收集或转化为CO2气体进行质谱分析。离子探针法是用碱金属Cs+离子源产生的一次离子轰击样品靶激发出二次离子(16O-、18O-)，通过接收器系统对二次离子进行接收测量，完成氧同位素组成分析。

自1963年Clayton等[3]建立了硅酸盐等矿物氧同位素分析的五氟化溴法(BrF5)以来，该分析方法和实验装置得到了不断的完善和改进[4-6]，使得氧同位素地球化学的研究广泛开展起来。因五氟化溴氧同位素分析方法具有较高的分析精度(优于0.2‰)，使得激光探针法和离子探针法(SIMS)所得实验数据均与之进行比较，评价其准确度[19]。但五氟化溴氧同位素分析制样装置及分析方法在建立初期主要偏重于基础科学研究，在获取高精确度的分析数据时，分析效率较低[20]。……