廣州地化所成功開發鋯石水含量和氧同位素同時測定新方法
名義無水礦物中的水含量和氧同位素是兩個重要的地球化學指標，對于了解地球動力學過程、揭示礦物本身以及水的來源等方面具有重要指示意義。此前，由于大型高精度SIMS腔體大、難以獲得高真空，導致水含量的背景值過高，難以滿足低水含量樣品測試要求。
鋯石作為地球科學研究中應用最廣泛的一種名義上的無水礦物，在SIMS測試時除了面臨儀器背景值高的困難以外，還面臨著鋯石水含量標準物質缺乏的難題。因此要成功實現同時測試鋯石中水含量和氧同位素，標準樣品的開發與降低儀器背景值兩個方面缺一不可。
針對以上問題，中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室夏小平研究員領導的研究團隊與中國科學技術大學和南京大學的合作者一道利用CAMECA IMS 1280-HR型二次離子質譜儀開展了該方法研究。他們首先找到了一種新的制靶方法，保證了氧同位素的分析精度。又自主研制了一套液氮自動加注裝置，使儀器樣品分析室可以長期穩定地保持高真空，從而在國際上首次將大型高精度SIMS測量水含量的背景值降到了10ppm以下。在此基礎上，他們成功從20顆寶石級的鋯石顆粒中挑選出8顆水含量均一的鋯石碎片進行下一步的SIMS測試。
鋯石水含量和氧同位素的同時測試不但使得大型SIMS這種貴重儀器的使用效率提升一倍，更重要的是避免了地質樣品廣泛存在的不均勻性所導致的數據解耦，保證了實驗數據正確的科學解釋。
該成果以封面文章發表于Journal of Analytical atomic spectrometry（2019，v34, p1037-1296）上，被審稿人認為是目前最好的名義上無水礦物的水含量數據。并獲授權國際發明專利一項“一種基于大型二次離子質譜對鋯石中水含量和氧同位素進行同時分析的方法”（專利號201711103811.4）。
原文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/JA/C9JA00073A#!divAbstract
實驗中用到的寶石級鋯石樣品
期刊封面（JAAS封面文章）
