改进的法拉第杯结构及其在富稀土元素磷灰石激光原位Sr同位素分析中的应用

摘要

稀土元素二价离子(REE²⁺)干扰校正是激光原位Sr同位素分析的难点.本研究将一种改进的MC-ICP-MS法拉第杯结构(能同步接收REE²⁺)与常规的干扰信号扣除法（RPSM）相结合,创新性实现了REE²⁺干扰的准确校正.系统评估了改进的法拉第杯结构（IFCC）对REE²⁺信号同步性以及比值(r:^166,168,170Er²⁺/¹⁶⁷Er²⁺和^{170,172,174,176}Yb²⁺/¹⁷³Yb²⁺)的影响.在IFCC上没有观察到REE²⁺信号之间的脱耦现象,表明IFCC适合与RPSM结合用于REE²⁺干扰校正;REE²⁺信号比值（r）与Er和Yb的天然同位素丰度比值(R:^166,168,170Er/¹⁶⁷Er和^{170,172,174,176}Yb/¹⁷³Yb)近似相等（r/R≈1）,指示在一定条件下可以使用R和测量的¹⁶⁷Er²⁺和¹⁷³Yb²⁺信号准确计算出^166,168,170Er²⁺和^{170,172,174,176}Yb²⁺信号强度,进而实现REE²⁺干扰校正.加标溶液的Sr同位素SN-MC-ICP-MS分析结果表明,与IFCC结合,常规的干扰信号扣除法（RPSM,使用R做干扰校正系数）可有效校正Sr/Er≥3样品中的REE²⁺干扰,而增强的干扰信号扣除法(EPSM,使用测量的REE²⁺信号比值做干扰校正系数)可有效校正Sr/Er≥1样品中的REE²⁺干扰.应用IFCC,使用LA-MC-ICP-MS对两个富稀土元素磷灰石标准物质Durango（Sr/Er=7.4）和UWA-1（Sr/Er=2.8）进行了Sr同位素组成分析,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr的测定值分别为0.706 27±0.000 14（2SD,n=19）和0.704 76±0.000 19 （2SD,n=20）,与报道的TIMS或MC-ICP-MS测定值在误差范围内一致,证实了该方法的可靠性.

关键词

Sr / 同位素 / LA-MC-ICP-MS / 稀土元素二价离子 / 磷灰石 / 地球化学