廣州地化所開發一種新的高效的鐵同位素分析方法
鐵作為高豐度的變價元素和生命必需元素，其同位素組成已廣泛應用于研究巖漿演化、地表風化、古海洋環境、氧化還原條件和早期行星演化等一系列地球科學問題。然而，已報道的Fe同位素分析流程大都需要用難以重復利用的陰離子交換樹脂（2柱），且需耗費大量的鹽酸淋洗液。此外，這些分析流程并不能將Fe和Cu、Zn完全地分離開，因此對于高銅含量的地質樣品（eg：結殼和硫化物），需要反復分離提純才能滿足分析測試的需求。綜上所述，目前Fe同位素的分析成本相對較高而且對于高銅含量的樣品需要慎重處理。
針對上述問題，中國科學院廣州地球化學研究所穩定同位素地球化學學科組博士生朱冠虹和高級工程師馬金龍等通過一系列條件實驗，對不同巖性的巖石標樣的淋洗曲線進行了標定，最終開發了一種快速、高效的鐵同位素分析方法。該分析方法僅采用1柱AGMP-50陽離子交換樹脂，先用0.2 N HCl+0.3N HF作為淋洗液去除Al及其他高場強元素（HFSE），再用0.2 N HCl+0.5N HF作為淋洗液接收Fe，就可以將Fe和其它基體元素（Al、Na、Mg、K、Ca、Cu等）完全分離開（圖1）。采用該分析流程對不同巖性的巖石標樣和結殼標樣進行Fe的分離純化，并對其Fe同位素組成進行了測定，所有標樣的Fe同位素分析結果與國際推薦值在誤差范圍內完全一致，證明了該分析流程的準確性和可靠性。相對于已報道的Fe同位素分析方法，該分析方法不僅快速、高效，而且適用性廣。該分析流程不僅適用于不同巖性的巖石樣品，也適用于高銅含量的地質樣品。
圖1. Fe分離純化流程中基體元素的淋洗曲線
本研究獲得以下進展：（1）僅采用1柱陽離子交換樹脂，采用少量0.2 N HCl+0.3N HF和0.2 N HCl+0.5N HF作為淋洗液，就可以將Fe和其他的基體元素完全地分離開，該分析流程不僅適用于巖石樣品，也適用于高銅含量的地質樣品。（2）相對于已報道的Fe同位素分析流程，該分析流程不僅大量減少了淋洗酸的用量、降低了Fe同位素的分析成本，也縮短了實驗時間。
該研究受到中國科學院先導項目、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目和同位素地球化學國家重點實驗室技術研究與開發計劃的聯合資助，成果發表在《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》上。
論文信息：Zhu, G.-H., Ma, J.-L., Wei, G.-J. and An, Y.-J., 2020. A novel procedure for separating iron from geological materials for isotopic analysis using MC-ICP-MS. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 35(5): 873-877.
