应用GasBench Ⅱ-IRMS优化碳氧同位素分析方法.pdfVIP

2014年 12月 岩 矿 测 试 Vo1．33．No．6 December2014 R0CK AND MINERALANALYSIS 789～794 文章编号：0254—5357(2014)06—0789—06 DOI：10．15898／j．cnki．11—2131／td．2014．06．005 应用GasBenchII—IRMS优化碳氧同位素分析方法 朱园园 ，邱海鸥 ，杜 永 ，汤志勇 ，帅 琴 ，宋虎跃 (1．武汉地质矿产研究所，湖北 武汉 430205； 2．中国地质大学(武汉)材料与化学学院，湖北 武汉430074； 3．十堰市环境保护监测站，湖北 十堰442000； 4．中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北 武汉430074) 摘要：GasBenchⅡ一连续流稳定同位素质谱仪 (IRMS)联 用在线分析已成为碳酸盐碳氧同位素分析测试的常用方 法，已有研究认为不同的实验条件直接影响6”c和6O 同位素测试结果的准确性。但这些报道未对该联用方法 所涉及 的实验条件进行综合分析 。本文 系统研 究 了 GasBenchⅡ一IRMS法 中各种实验条件 (包括排空时间、 反应温度、反应时间和色谱分离温度)对碳氧同位素测试结果的综合影响。结果表明：排空时间大于9min 时可有效消除空气对测试结果的干扰，不同的反应温度和时间对碳氧同位素分析结果均有一定影响，经条件 优化确定反应温度为72c二【，反应时间为60min，色谱分离温度为60℃。在优化的实验条件下，碳氧 同位素分 析精度分别优于0．03％0和0．05％。，达到了国际分析测试水平。同时，选择合适的同位素数据归一化方法可 以进一步保证碳氧同位素测试结果的准确性和可靠性。通过分析近4000件实际样品，对比单一标准物质校 准和双标准物质校准同位素归一化方法的计算结果，发现双标准物质的校准偏差小于单一标准物质的校准 偏差，因此建议采用双标准物质校准法进行样品同位素标准化计算。本研究为GasBenchⅡ一IRMS联用 技术中实验条件的选取提供 了一定的参考。同时提出，由于样品成分复杂且不均一，在分析实际样品时需要 根据样品的性质进一步对实验条件进行考察。 关键词：GasBenchⅡ一IRMS；碳 同位素；氧 同位素；排空时间；反应温度；反应时间；色谱分离温度 ；同位 素归一化方法 中图分类号 ：0657．63；0628．21 文献标识码 ：A 海相碳酸盐碳同位素(613C)组成可以有效地恢 碳酸盐碳氧同位素分析中的制样过程是将碳酸 复地质历史时期海水 的碳同位素组成，在古海洋 根以二氧化碳的形式提取出来，利用气体稳定同位素 碳循环 J、古气候 和地层对 比 。。中发挥着 质谱仪对碳氧同位素组成进行测定。不同的制样方 极为重要的作用。由于碳酸盐氧同位素(618O)容易 法对样品性质、样品量的要求不同，分析结果的精度 受到后期水岩交换和成岩作用的影响，因此不能够 也各有差异。因此，制样方法在碳酸盐碳氧同位素的 准确代表古海水的原始信息 ¨，但其变化趋势在一 分析测试中十分重要。目前碳酸盐碳氧同位素的制 定程度上可以指示古气候的变化情况。例如，一些 样方法包括：元素分析仪燃烧法 一 、激光熔蚀 碳酸盐壳体的生物化石可以有效地恢复古水温的变 法 和磷酸分解法。由于前两种方法存在一定的 化情况 ¨ 。因此，建立可靠的碳酸盐碳氧同位素 局限性，当前测定碳酸盐 6”C、6 O的制样方法以磷 分析方法对上述研究领域非常重要 。 酸分解法为主。磷酸分解制样法可分为：传统离线法 收稿 日期：2014—06—10；修回日期：2014—10—25；接受 日期：2014—11—15 基金项 目：国家 自然基金项 目资助 41402302)；生物地质与环境地质国家重点实验室 自主课题资助(GKZ14Y663) 作者简介：朱园园，工程师，从事光谱、质谱相关分析技术方法研究。E—mail：zyywhdk@126．com。 通讯作者：宋