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用于Re-Os同位素分析的溶样试剂及其应用制造技术

技术编号:40405754 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-20 22:28
本发明专利技术涉及同位素分析技术领域,具体涉及一种用于Re‑Os同位素分析的溶样试剂及其应用、一种用于Re‑Os同位素分析中样品预处理的分解方法、一种Re‑Os同位素分析的方法。本发明专利技术采用CH<subgt;3</subgt;COOH和H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;作为Re‑Os同位素的溶样试剂,有效减少陆源碎屑释放程度,并降低流程空白;将本发明专利技术提供的溶样试剂用于低Re、Os含量富有机质沉积岩样品的分析,能有效提高Re‑Os同位素分析的准确度,并提高Re‑Os同位素分析的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及同位素分析,具体涉及一种用于re-os同位素分析的溶样试剂及其应用、一种用于re-os同位素分析中样品预处理的分解方法、一种re-os同位素分析的方法。


技术介绍

1、re-os同位素其亲有机质的性质,使其在沉积的过程中有机质能够吸附富集海水中的re、os元素,沉积岩的沉积压实过程也是其中re-os同位素体系封闭计时的过程,因此只有有机质中的re-os同位素体系才能代表反映沉积时海水的os同位素比值。

2、除了有机质以外,一些陆源碎屑中也存在一部分的re和os。有学者认为这部分re和os是不能反映沉积年龄的,而采用传统的逆王水(hcl-hno3)溶样,强酸性及强氧化性的特征会溶解出碎屑部分中的re-os,人为地干扰了有机质re-os体系。他们提出利用hf-bf法溶解掉硅酸盐后,对留下的干酪根等有机质进行re-os同位素定年的方法来避免碎屑物质的干扰;同样有学者发现碎屑部分中的re-os的溶出,会影响re-os等时线年龄的准确性,但是他们发现采用hf-bf法处理硅酸盐后会破坏有机质的re-os同位素体系,从而得到分散和错误的等时线年龄,因此他们提出采用铬酸法(cro3-h2so4)。cro3-h2so4的弱酸性使之对硅酸质岩石具有较弱的溶解能力,而强氧化性可以有效地分解有机质,该方法相较于逆王水法极大的降低了陆源碎屑物溶解造成的干扰。

3、然而,cro3-h2so4虽然具有避免陆源碎屑释放的优势,但是其合成原料粉末cro3和硫酸却均为难纯化试剂。尤其是cro3,方法自2003被开发后的20年里仍未找到合适的纯化方式,因此,高re本底空白是一直无法避免的问题。空白量及空白同位素组成对低含量样品影响较大,空白越高,空白同位素组成与样品同位素组成的差异越大,对测试结果的影响就越显著,若要获得高精度数据,化学流程的本底至少要控制在1%以内,才能避免对最终数据产生影响。

4、kendall et al.(2009)使用多个制造商的cro3配制cro3-h2so4溶液,按照sebly等(2003)提出的方法对其进行纯化后,却仍然具有很高的re本底空白,只有来自flikachemika公司的某个批次的cro3的re空白能控制在10pg左右,但该批次的cro3早已售尽,其它批次的re本底空白则在20-50pg之间。该方法在处理高re含量样品(>10ppb)时影响可以忽略不计,而在针对低含量样品时却存在较大问题。黑色页岩等富有机质沉积岩的最大称样量为0.5g,若以re本底空白变化范围在20-50pg,则要求样品的re含量高于4ppb甚至要超过10ppb的情况下,才能避免空白对数据造成的干扰。前寒武纪富有机质沉积岩中近70%的re含量不到10ppb。可见,cro3-h2so4溶样法,虽然可以极大程度上避免陆源碎屑对re-os同位素体系的干扰,但较高的空白同样极大限制了低含量样品的准确分析,同时该溶样方法产生大量的cro42-会干扰reo42-在阴离子树脂上的吸附,而且产生大量高浓度的含铬废液会极大的污染环境(kendall et al.,2004;selby and creaser,2003)。

5、国内学者为了实现低re、os含量富有机质样品的准确分析,对改进溶样方法进行了有益探索,尹露等(2015)建立了h2o2-hno3溶样法。li and yin(2019)通过国际标样(sbc-1)将hcl-hno3法、cro3-h2so4法和h2o2-hno3法对比,其中,1)hcl-hno3法的re、os含量最高,re为11.18ppb,os为101ppt,前人观点认为这与陆源碎屑释放有关;2)cro3-h2so4法的re为11.02ppb,os为98.85ppt,结果相较于hcl-hno3法有所降低,正是因为在一定程度上避免了陆源碎屑的释放;3)h2o2-hno3溶样法的re为10.94ppb,os为96.41ppt,其结果与cro3-h2so4法类似,在有效避免碎屑物质中re和os干扰的情况下,还可以达到低本底的目的;但是该方法中h2o2加入量较大,在分解过程中产生大量的o2,会很大程度增加溶样过程中carius管的内压,炸管概率较高(李杰等,2018)。

6、li et al.(2021)建立了nacro4-h2so4溶样法,该方法可以降至5pg以下且炸管概率较低,但该方法试剂纯化步骤比较复杂。值得注意的是,该篇文章中用cro3-h2so4与nacro4-h2so4分解标样sbc-1的结果虽然一致,但与前人报道的hcl-hno3的结果相近,是否由标样之间的差异性导致的还需要进一步研究。

7、通过综合对比现有的实验方法及数据发现,若要获得的数据精度较高且结果接近真实年龄,首先要尽量避免陆源碎屑的释放,这要求试剂具有弱酸性和强氧化性;第二,由于样品的含量变化范围较大,尤其是前寒武纪的低含量样品较多,这需要确保使用的试剂低本底、易纯化,避免对数据精度和准确度造成干扰。

8、因此,若要保证低含量富有机质沉积岩数据的可靠性,关键是寻找一种具有低本底、易纯化、弱酸性和强氧化性的试剂。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服上述技术问题,提供一种用于re-os同位素分析的溶样试剂及其应用、一种用于re-os同位素分析中样品预处理的分解方法、一种re-os同位素分析的方法,该溶样试剂有效减少陆源碎屑释放,降低流程空白;同时,有效提高re-os同位素分析的准确度,并提高低re-os含量富有机质沉积岩样品的同位素分析效率,节约仪器及原料的使用成本。

2、为了实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种用于re-os同位素分析的溶样试剂,所述溶样试剂选自ch3cooh、h2o2。

3、优选地,所述溶样试剂中,ch3cooh和h2o2的摩尔比为1:3-7。

4、本专利技术第二方面提供一种第一方面提供的溶样试剂在re-os同位素定年中的应用,优选在re-os同位素分析低含量re和os元素的富有机质沉积岩样品中的应用。

5、本专利技术第三方面提供一种用于re-os同位素分析中样品预处理的分解方法,所述分解方法包括:

6、(1)在-80至-50℃的条件下,分别将待分析样品、稀释剂和第一方面提供的溶样试剂加入到carius管内,待上述组分完全冷冻后,对所述carius管的管口进行融封,获得封装有所述待分析样品、稀释剂和溶样试剂的carius管;

7、(2)将步骤(1)获得的封装有所述待分析样品、稀释剂和溶样试剂的carius管在200-240℃加热48-72h,得到分解液。

8、优选地,所述待分析样品选自低含量re和os元素的富有机质沉积岩。

9、本专利技术第四方面提供一种re-os同位素分析的方法,所述方法依次包括:分解液、os元素的分离纯化及进样分析、re元素的分离纯化及进样分析;其中,所述分解液由第三方面提供的分解方法制得。

10、相比现有技术,本专利技术具有以下优势:<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于Re-Os同位素分析的溶样试剂,其特征在于,所述溶样试剂选自CH3COOH、H2O2。

2.根据权利要求1所述的溶样试剂,其中,所述溶样试剂中,CH3COOH和H2O2的摩尔比为1:3-7,优选为1:4-6。

3.权利要求1或2所述的溶样试剂在Re-Os同位素定年中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用,其中,所述溶样试剂在Re-Os同位素分析低含量Re和Os元素的富有机质沉积岩样品中的应用;

5.一种用于Re-Os同位素分析中样品预处理的分解方法,其特征在于,所述分解方法包括:

6.根据权利要求5所述的分解方法,其中,步骤(1)中各物料的加入顺序选自:依次加入待分析样品、稀释剂、CH3COOH和H2O2。

7.根据权利要求5或6所述的分解方法,其中,所述待分析样品选自低含量Re和Os元素的富有机质沉积岩;

8.根据权利要求7所述的分解方法,其中,所述稀释剂选自185Re-190Os的混合溶液;

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的分解方法,其中,基于0.3g的待分析样品,所述溶样试剂的用量为4-7mL;

10.一种Re-Os同位素分析的方法,所述方法依次包括:分解液、Os元素的分离纯化及进样分析、Re元素的分离纯化及进样分析,其中,所述分解液由权利要求5-9中任意一项所述的分解方法制得。

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【技术特征摘要】

1.一种用于re-os同位素分析的溶样试剂,其特征在于,所述溶样试剂选自ch3cooh、h2o2。

2.根据权利要求1所述的溶样试剂,其中,所述溶样试剂中,ch3cooh和h2o2的摩尔比为1:3-7,优选为1:4-6。

3.权利要求1或2所述的溶样试剂在re-os同位素定年中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用,其中,所述溶样试剂在re-os同位素分析低含量re和os元素的富有机质沉积岩样品中的应用;

5.一种用于re-os同位素分析中样品预处理的分解方法,其特征在于,所述分解方法包括:

6.根据权利要求5所述的分解方法,其中,步骤(1)中各物...

【专利技术属性】
技术研发人员:高炳宇李文君储著银许继峰
申请(专利权)人:中国科学院地质与地球物理研究所
类型:发明
国别省市:

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