廣州地化所在低Mo火成巖樣品Mo同位素高精度分析方法上取得新進(jìn)展
穩(wěn)定Mo同位素在低溫體系中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于古氧化-還原環(huán)境重建。在高溫體系中，其在示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源，俯沖帶物質(zhì)循環(huán)及核-幔分異等方面也取得了較好的研究成果。然而對(duì)于（超）低含量（ppb級(jí)）的火成巖樣品的Mo同位素組成，如地幔巖石（39–47 ppb）及淡色花崗巖（10–50 ppb），目前研究程度仍然較低。低Mo地質(zhì)樣品在化學(xué)純化過(guò)程中需要較大的分析量（1–5 g），這使得超低含量地質(zhì)樣品的Mo同位素分析極具挑戰(zhàn)性。然而，獲得高精度的低Mo樣品分析方法不僅可以完善Mo同位素地質(zhì)儲(chǔ)庫(kù)，而且有助于理解地幔及地殼的組成及演化。
中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的范晶晶博士和李杰研究員等人針對(duì)低Mo火成巖樣品建立了兩種高精度，低空白，高回收率（~99%）的Mo純化方法。其中單柱法主要對(duì)先前的Mo分離方法（Li et al., 2014）進(jìn)行了改進(jìn)，通過(guò)加大BPHA特效樹脂體積及變化淋洗酸種類（HF+HCL, HF+HNO3）及濃度（0.1–0.3 M HF）成功分離了Mo。然而該方法并不能完全保證高Fe樣品Mo的成功分離，因此該研究在單柱法的基礎(chǔ)上引進(jìn)了AG 1-X8陰離子樹脂交換柱，以首先淋洗掉大量Fe、Ni、Cr、Co、Mn、Cu等陰離子。該雙柱法中陰離子交換柱采用2 M HNO3接樣，其與0.2 M HF等體積混合便可直接上樣于BPHA交換柱。同以往雙柱法相比，該方法省去了中間蒸干環(huán)節(jié)，不僅縮短了實(shí)驗(yàn)周期，而且降低了蒸干過(guò)程中交叉污染的概率。
圖1. 玄武巖標(biāo)樣BCR-2在AG 1-X8陰離子樹脂（a）及BPHA特效樹脂（b）上的淋洗曲線
圖2. 不同地質(zhì)標(biāo)樣中Mo同位素比值
圖3. 淡色花崗巖Mo同位素組成
Mo同位素分析在MC–ICP–MS上采用雙稀釋劑測(cè)定方法，通過(guò)對(duì)NIST SRM 3134標(biāo)準(zhǔn)溶液反復(fù)測(cè)量及長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，得到儀器長(zhǎng)期（~2年）外部重現(xiàn)性好于±0.05‰（2SD）。該研究對(duì)不同低Mo火成巖標(biāo)樣（玄武巖BIR-1a，純橄巖DTS-2b、GPt-3，及橄欖巖WPR-1）進(jìn)行了Mo同位素比值測(cè)定，并以一高M(jìn)o標(biāo)樣（輝綠巖W-2a）為質(zhì)量監(jiān)控。結(jié)果顯示除GPt-3之外，其余標(biāo)樣不同方法（單柱/雙柱）獲得Mo同位素組成均可對(duì)比，且可與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比。該研究通過(guò)這兩種純化方法成功獲得了喜馬拉雅及南拉薩地區(qū)低Mo（10–74 ppb）淡色花崗巖的Mo同位素組成，并提出兩者明顯的Mo同位素差別可能指示不同的巖漿源區(qū)或不同的巖漿演化過(guò)程。
該研究成果近期發(fā)表在國(guó)際地學(xué)期刊Chemical Geology（Fan J. J., Li J., Wang Q., Zhang L., Zhang J., Zeng X. L., Ma L. and Wang Z. L. (2020) High-precision molybdenum isotope analysis of low-Mo igneous rock samples by MC–ICP–MS. Chem. Geol. 545, 119648.）。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2020.119648
