石英亞沸蒸餾硝酸

Ⅰ 微量鋯石U-Pb年齡測定

方法提要

本方法適用於來自不同類型岩漿岩中的鋯石，在測定偏基性岩漿岩中鈾及放射成因鉛含量較低的鋯石，以及年輕火山岩中晶體細小的鋯石時，更顯示出優越性。因為該方法允許有較大試樣稱量(毫克級)，在質譜分析中能夠產生較強的鉛離子流，保證測定精度。缺點是在一個樣中可能包含有多種類型鋯石，測定結果是它們不同年齡信息的平均值，直觀表現為測定一個試樣同時獲得的三個U-Pb年齡彼此之間明顯不一致。為此，測定前應該重視研究和合理挑選試樣。

先用稀酸處理鋯石晶體表面，氫氟酸封閉溶樣，以不同濃度的鹽酸在陰離子樹脂交換柱上色層分離和純化U與Pb，在熱電離質譜計(TIMS)上進行Pb同位素分析，同位素稀釋法測定Pb，U濃度。根據式(86.9)～式(86.12)直接計算或採用U-Pb一致曲線圖解法，計算礦物中的U-Pb體系自進入封閉狀態以來至今的時間，即礦物結晶年齡。由於鉛污染無處不在，因此整個實驗流程除測定精度等共性要求外，降低鉛的全流程本底是關鍵。

本方法測定鈾、鉛含量誤差允許限為±1.5%，鉛同位素比值測定精度對於²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb應好於0.05%，當被測試樣年齡在100～1000Ma時，在95%置信水平下年齡值的相對偏差應小於±5%。

儀器與設備

熱電離質譜計 MAT260、MAT261、MAT262、VG354、TRITON等相當類型。

點焊機 質譜計的配套設備。

質譜計燈絲預熱裝置 質譜計的配套設備。

微量取樣器 10μL與50μL。

聚四氟乙烯燒杯10mL與30mL。

氟塑料(F₄₆)試劑瓶500mL與2000mL。

氟塑料(F₄₆)洗瓶500mL。

氟塑料(F₄₆)滴瓶30mL。

氟塑料(F₄₆)對口雙瓶亞沸蒸餾器500mL。

石英試劑瓶2000mL。

石英亞沸蒸餾器。

高壓釜包括30mL容積聚四氟乙烯悶罐、氟塑料熱縮套、不銹鋼外套。

離子交換柱用石英管或氟塑料熱縮管製作，下部嵌有石英篩板或聚丙烯篩板，保證裝在上面的樹脂不泄漏，規格:上部內徑7mm，高50mm，下部(樹脂床)內徑5mm，高26mm。

石英滴管。

三角玻璃瓶250mL。

玻璃燒杯3000mL。

水純化系統。

實驗室專用薄膜(Parafilm)。

分析天平感量0.00001g。

電熱板(溫度可控)。

超聲波清洗器。

不銹鋼恆溫烘箱<300℃。

器皿清洗

所有器皿在(1+1)優級純鹽酸和(1+1)優級純硝酸中反復交替浸煮三遍，每次煮24h，以後用超純鹽酸或硝酸浸煮，去離子水與超純水先後沖洗，超純水浸煮，最後在空氣凈化櫃中用超純水沖洗，低溫下烤乾。

高壓釜中的溶樣悶罐在經過上述程序清洗後，再加入1mL超純氫氟酸、一滴超純硝酸，置於不銹鋼套中，擰緊，放入不銹鋼烘箱中，在溫度(180±10)℃下加熱48h，然後冷卻，傾出氫氟酸，超純水沖洗，加滿超純水後在電熱板上於110℃溫度下加熱30min，反復三次。最後在超凈櫃中用超純水沖洗，烤乾。

試劑與材料

去離子水二次蒸餾水再經Milli-Q水純化系統純化。

超純水去離子水經石英蒸餾器蒸餾。

超純鹽酸用(1+1)優級純鹽酸經石英蒸餾器亞沸蒸餾純化，實際濃度用氫氧化鈉標准溶液標定。進一步配製為需求濃度。

超純硝酸用(1+1)優級純硝酸經石英蒸餾器亞沸蒸餾純化，實際濃度用氫氧化鈉標准溶液標定。進一步配製為需求濃度。

超純氫氟酸用優級純氫氟酸經對口氟塑料(F₄₆)雙瓶亞沸蒸餾器制備。

丙酮優級純。

無水乙醇優級純。

²³⁵U稀釋劑溶於3mol/LHCl中，²³⁵U豐度>90%，濃度標定見附錄86.1A。

²⁰⁸Pb稀釋劑溶於3mol/LHCl中，²⁰⁸Pb豐度>99.9%，濃度標定見附錄86.1A。

強鹼性陰離子交換樹脂BioRadAG1×8(200～400目)或Dowex1×8(200～400目)或更好的性能相似樹脂。

陰離子樹脂交換柱准備將約100g200～400目AG1×8陰離子交換樹脂倒入250mL燒杯中，先用無水乙醇浸泡24h以上，中間用玻棒攪動幾次，倒出乙醇後晾乾，用去離子水漂洗。再用優級純(1+1)鹽酸浸泡24h以上，同樣不斷用玻棒攪動，倒出鹽酸用超純水漂洗，轉入200mL試劑瓶浸泡於水中供長期使用。用滴管從該試劑瓶中吸出少量呈糊狀的樹脂，分別裝入已清洗好的石英(或氟塑料)交換柱中，樹脂床高26mm，直徑5mm，體積約0.5mL，用20mL(1+1)超純鹽酸和超純水分別動態淋洗，最後用5mL3mol/L超純鹽酸平衡，待用。以後每分離一批試樣，都需要拆柱，已用過的樹脂棄去，按上述程序裝入新樹脂。

超純磷酸c(1/3H₃PO₄)=0.5mol/L用優級純磷酸經陽離子樹脂交換純化後配製。

硅膠由超細級光譜純二氧化硅(SiO₂)和稀超純硝酸在超聲波作用下製成的膠體溶液。

硼砂飽和溶液用超純水溶解優級純固體硼砂(Na₂B₄O₇·10H₂O)。

同位素標准物質NBS-981、NBS-982、NBS-983。

鈾同位素標准物質鈾-500。

鉛標准物質。

鈾標准物質光譜純硝酸鈾醯。

離子源燈絲錸帶18mm×0.03mm×0.8mm。

試樣選擇與預處理

1)樣品採集。鋯石等副礦物一般從岩石大樣中選取，岩石樣的採集量視鋯石在其中的含量而定。對於中酸性岩漿岩(如花崗岩)，如果在岩石薄片中能見到一粒鋯石，那麼採集10kg左右足夠，基性岩采樣量相應增加。在風化作用強烈找不到新鮮露頭的地方，可以選擇半風化殼用淘砂盤就地淘洗，選出一標本袋重砂後回到室內再進一步選礦。

2)鋯石分選。

A.碎樣。碎樣前嚴格清洗場地，用高壓空氣吹盡工作場地與檯面上的灰塵，在每個樣碎樣前，都需要拆下碎樣機各部件用水沖洗，酒精擦洗，復原後在下面墊一塊白紙空轉機器5min，視有無岩屑震落，如不合格，重復操作。在大量岩石開始破碎前先放入少部分，破碎後棄之。岩石破碎粒度視岩石結構粗細而定，原則是既不讓大的鋯石晶體因破碎過度變成晶屑，也不宜因破碎粒度不夠，讓鋯石晶體普遍帶有連晶。對於花崗岩，一般過0.1mm和0.25mm兩級篩，從<0.1mm與0.1～0.25mm兩級岩粉中選出鋯石。過篩分級過程中注意清洗篩網布，絕不能在篩孔中塞有其他試樣的鋯石。

B.搖床分選。<0.1mm與0.1～0.25mm兩級岩粉分別上搖床，在流水作用下利用重力分選原理，選取重礦物部分。上試樣前先用6mol/LHCl對塑料床面進行刷洗和水沖洗。

C.重液分離和電磁選。經搖床分離後的重礦物部分先用U形磁鐵吸去磁鐵礦等強磁性礦物，然後用重液(二碘甲烷、三溴甲烷)分選，或用小淘砂盤淘洗，使鋯石進一步富集。當試樣中混有大量黃鐵礦時，用上述方法很難選純鋯石，此時可將試樣倒入7mol/LHNO₃中緩慢加熱，2～3min後黃鐵礦逐漸浮至液面，鋯石仍沉於容器底部，迅速而准確地將浮於液面的黃鐵礦倒出，反復多次。這個方法對於黃鐵礦-鋯石的分離十分有效。利用分液漏斗，環形電爐加熱，效果更好。最後使用電磁儀，有時還可以使用袖珍篩，將一個鋯石大樣按電磁性強弱及粒度不同，分成若干分樣。

D.雙目顯微鏡下挑選。可使鋯石純度達到100%，同時觀測研究鋯石礦物學特徵，包括顏色、透明度、光澤、結晶形態、晶棱晶面磨損程度、裂紋、蛻晶化程度，有無包裹體及包裹體特徵等，做好記錄。有條件情況下進一步進行陰極發光、背散射電子圖像研究，將晶體外部與內部結構特徵保存下來。

E.鋯石樣清洗。被測鋯石置於10mL聚四氟乙烯燒杯中先用(1+1)HNO₃浸泡30～60min，在超聲波清洗機中處理5min，倒出硝酸後用超純水清洗，加入超純丙酮在超聲波清洗機中處理5min，倒出丙酮加入超純水微熱30min，再在超聲波清洗機中處理5min，最後倒掉水溶液，加入超純丙酮在超聲波清洗機中處理5min，倒掉丙酮，電熱板上低溫烤乾，待測。

U-Pb化學分離流程

1)稱樣、溶樣、加入²³⁸U稀釋劑。稱取2～5mg(精確至0.01mg)經過預處理的鋯石，置於溶樣悶罐中(可在天平內對著秤盤放一個鎇源以消除靜電，否則細小鋯石晶體極容易被靜電吸附在容器壁上，很難處理)。加入2～3mL超純HF，2～3滴超純HNO₃，蓋上蓋子後套上熱縮套，放入不銹鋼套中擰緊，放入不銹鋼烘箱中，在(180±10)℃衡溫下加熱7晝夜。然後從烘箱中取出，冷卻至室溫。打開不銹鋼套，用超純水清洗悶罐外壁，打開悶罐檢查鋯石是否完全溶解。在確認鋯石全部被分解情況下，小心拍打悶罐使沾在內壁上的液珠聚集於底部，在電熱板上於110℃溫度下緩慢蒸干，冷卻至室溫後加入2～3滴²³⁸U稀釋劑溶液，稱量(精確至0.00001g)(稱量時需要在悶罐上蓋一薄膜以隔離大氣，否則天平不容易穩定)。在已加入²³⁸U稀釋劑的悶罐中加入2mL3mol/L超純鹽酸，再次蓋上蓋子套上熱縮套，放入不銹鋼套中，再放入烘箱在180℃度下加熱過夜，以保證試樣與²³⁸U稀釋劑達到完全混合。如果發現鋯石沒有完全分解，需要恢復原狀再次放入烘箱中，適當延長溶樣時間。

2)分液。取兩組10mL氟塑料燒杯分別標以ID和IC。按上述程序取出悶罐，將鋯石已完全分解並與²³⁸U稀釋劑達到完全平衡的溶液，按1∶2比例分別倒入ID和IC兩個燒杯中，准確稱出每份溶液質量，在ID份中加入3～5滴²⁰⁸Pb稀釋劑溶液，稱量(精確至0.00001g)。小心搖勻，讓兩者完全混合。ID份用於測定U、Pb濃度，IC份用於測定鉛同位素組成。

3)U-Pb分離。將ID和IC兩份溶液分別倒入兩根已准備好的陰離子樹脂交換柱中，待溶液流干後加3mL3.0mol/L超純HCl淋洗鋯等離子，流干後加3mL(1+1)超純HCl解析鉛，下面用10mL氟塑料燒杯承接，最後用3mL超純水解析鈾，另換10mL氟塑料燒杯接收。為了增大強度，ID和IC兩個分樣中的鈾分樣可以合並一起進行質譜分析。接收的溶液在電熱板上於110℃溫度下蒸干，薄膜封蓋，待質譜分析。

U、Pb同位素分析

1)鉛同位素測定。加有²⁰⁸Pb稀釋劑的ID與未加稀釋劑的IC試樣分別進行測定。下面的操作過程是以MAT261質譜計為例，其他類型質譜計大同小異。

A.裝樣。錸帶的預處理將錸帶用無水乙醇清洗，用點焊機將錸帶點焊在燈絲支架上，將支架依次插在離子源轉盤上，整體放進燈絲預熱裝置中，待真空抽至n×10^-5Pa後，按預設程序給錸帶通電，在4～6A電流下，每組帶預燒15min，以除去錸帶上的鈾、鉛雜質。

鉛同位素分析採用單帶源。將已燒好錸帶的轉盤移至超凈工作櫃中，取下電離帶，接上蒸發帶電源。用微量取樣器在蒸發帶中心部位先後加一滴硅膠和一滴飽和硼砂溶液，依次在1A左右電流下烤乾。用微量取樣器加2～3滴稀超純磷酸於待測試樣中(ID和IC)將試樣溶解，然後逐滴將試樣加在已覆有一層硅膠-硼砂的蒸發帶上，通電流加熱使水分逐漸蒸發。加大電流使錸帶上白煙散盡，殘余酸根完全被驅趕，再繼續加大電流將錸帶燒至暗紅後迅速將帶電流降至零。轉動轉盤到下一個位置，按同樣程序加下一個樣。加樣程序結束後，依原位插上電離帶卡上屏蔽罩，此時的電離帶僅起支架作用。將整個轉盤送入質譜計離子源中，啟動真空系統抽真空。

B.鉛同位素數據採集。當離子源真空達到n×10^-6Pa後，打開分析室隔離閥，給蒸發帶加電流緩慢升溫，此時真空度下降，注意不要下降過快，升溫與抽真空交替進行。當分析室真空達到5×10^-6Pa以上，蒸發帶溫度在1100～1300℃左右時，在測量系統處於手動狀態下，於質量數204～208范圍內尋找鉛離子流。小心調節加到蒸發帶上的電流並不斷調整峰中心，使鉛離子流達到足夠強度(10^-13～10^-11A)，並較長時間地保持穩定。啟動自動程序採集鉛同位素比值數據²⁰⁴Pb/²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb。

根據所使用的質譜計類型不同，分析採用多接收極同時接收鉛同位素離子流或採用單接收極跳峰掃描。每個試樣每次測定採集4～6個數據塊(Block)數據，每個數據塊由8～10次掃描組成，由計算機自動處理數據，給出鉛同位素比值平均值及相對偏差。

2)U同位素分析。

A.裝樣。鈾同位素分析採用單帶源或雙帶源。用微量取樣器在蒸發帶中心先後各加一滴硅膠和硼砂飽和溶液作發射劑，通電流依次緩慢加熱烤乾。另用微量取樣器取2～3滴磷酸溶解試樣，小心滴加到已烤乾的發射劑上，加大電流驅趕酸根並使錸帶燒至暗紅，迅速將電流降至零。以後操作同鉛同位素。

B.U同位素數據採集鈾。基本操作同鉛同位素，但是採集數據溫度在1300℃以上，接收的離子為UO₂⁺，質量數為267～270，採集的同位素比值為²³⁸U/²³⁵U。

3)質量分餾校正。由於自然界Pb同位素的3個比值是變化的，都不可能當作標准值，因此對Pb同位素分析中的質量分餾作用不可能做出直接校正。間接校正方法是，測定國際鈾、鉛標准物質，求出實測值與標准值之間的偏差系數，然後對試樣相應比值進行修正。這種校正法存在問題是，測標准物質和試樣是在兩次獨立操作中完成的，樣品在Re帶(燈絲)上的量(一般前者高出很多)、化學組成、激發狀態以及發射溫度、數據採集時間等等各項條件互不相同，因此質量分餾狀態很可能不一樣，校正效果存在不確定性。此外，可以採用雙稀釋法進行質量分餾校正，即在試樣中同時加入分別富集²⁰⁴Pb和²⁰⁷Pb(或²⁰⁶Pb)的兩種Pb稀釋劑，在一次測定中同時採集混合物的相關比值用於校正。該方法對Pb同位素分析精度要求更高，實驗程序也較復雜，目前應用還不廣泛。鑒於上述原因，對於Pb同位素分析一般不做質量分餾校正，僅根據經驗在分析最佳狀態下採集數據和盡可能多的採集數據，使質量分餾減至最小。

測定結果計算

這里僅涉及基本計算步驟與公式。

1)Pb含量計算。

A.ID分樣中²⁰⁶Pb的量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:²⁰⁶Pb_p^id為ID分樣中²⁰⁶Pb的量，mol;c_208t為鉛稀釋劑溶液中²⁰⁸Pb的質量摩爾濃度，mol/g;m_208t為鉛稀釋劑溶液質量，g;R為²⁰⁶Pb/²⁰⁸Pb同位素比;右下角標p、t和m分別代表試樣(未扣除本底)、稀釋劑及兩者的混合物;右上角標id和ic分別代表ID和IC分樣。

B.全試樣中Pb同位素的量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:²⁰⁶Pb_p、²⁰⁷Pb_p、²⁰⁸Pb_p、²⁰⁴Pb_p分別為全樣中²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb和²⁰⁴Pb的量(未扣除本底)，mol;m_id、m_ic分別為ID和IC分樣的質量，g;

R_7/6、R_8/6、R_4/6分別為試樣的鉛同位素比值:²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb和²⁰⁴Pb/²⁰⁶Pb，經測定IC分樣後獲得。

C.扣除本底後全樣中Pb同位素的量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式(86.18)～式(8.21)中:²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb、²⁰⁴Pb分別為²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb和²⁰⁴Pb的量，mol;右下角標s和p分別代表扣除本底鉛後的量與實際測定的量;Pb_b為全流程本底鉛的量，mol，F_b206、F_b207、F_b208、F_b204分別為本底鉛的²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb和²⁰⁴Pb的同位素豐度，通過實測獲得。

扣除本底鉛後全樣的鉛含量為:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:w_Pb為試樣中鉛的質量分數，μg/g;m_s為稱取試樣的質量，g;M_Pb為鉛的摩爾質量，g/mol。

D.扣除普通鉛後試樣中放射成因鉛的量:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

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式中:²⁰⁶Pb_γ、²⁰⁷Pb_γ、²⁰⁸Pb_γ分別為扣除普通鉛後試樣中放射成因²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb的量，mol;R_(6/4)s、R_(7/4)s、R_(8/4)s分別為扣除本底後試樣的²⁰⁶Pb_s、²⁰⁷Pb_s、²⁰⁸Pb_s對²⁰⁴Pb_s之比;R_(6/4)c、R_(7/4)c、R_(8/4)c分別為與試樣同時代的普通鉛²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb之比值，在實際運算中該組比值是根據地球鉛演化模型應用疊代法確定。

試樣中放射成因鉛總量(Pb_γ，mol)為:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

2)U含量計算:

A.試樣中²³⁸U與²³⁵U的量(mol):

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B.試樣中鈾的質量分數:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式(86.27)～式(86.29)中:²³⁸U_s、²³⁵U_s分別為試樣中²³⁸U、²³⁵U的量，mol;w_U為鈾的質量分數，μg/g;R為²³⁸U/²³⁵U比值;右下角標s、t、m分別代表試樣、稀釋劑及兩者的混合物;c_235t為稀釋劑溶液中²³⁵U的質量摩爾濃度，mol/g;m_235t為稱取稀釋劑溶液質量，g;m_s為試樣質量，g;U_b為U的全流程本底，mol;M_U為鈾的摩爾質量，g/mol。

在自然界中，釷的同位素半衰期長的僅有²³²Th，因此釷的含量測定不能採用同位素稀釋法，只能採用一般化學方法。

3)年齡計算。目前通行兩種方法。

A.單個試樣。將從(86.23)和(86.24)式得到的放射成因鉛²⁰⁶Pb和²⁰⁷Pb的量，以及從(86.27)、(86.28)式得到的²³⁸U、²³⁵U的量分別代入(86.9)和(86.10)兩式，即得到一個試樣的兩個U-Pb年齡(t_206/238，t_207/235)，另外將(86.24)與(86.23)兩式相除得到放射成因鉛的同位素比

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

B.一致曲線圖解。當礦物中的U-Pb體系不處於封閉狀態演化時，它的t_206/238、t_207/235和t_207/2063個年齡會出現明顯不一致。對於一組試樣來說，此時宜用一致曲線圖解方法處理。應用該方法的條件是，該組試樣具有相同結晶年齡和相同演化歷史，並且普通鉛的同位素組成相同。在當前應用得比較成熟的是U-Pb體系兩階段演化模式。在²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U坐標圖上，滿足上述條件的試樣採用最小二乘擬合將能形成一條直線，該直線與一致曲線的上、下交點年齡即所求年齡。

計算鋯石U-Pb一致曲線年齡，目前最流行的程序是美國地質調查局提供的Ludwig(1996)程序以及它的最新版本。該方法除了²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U形式外，還有²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb-²⁰⁶Pb/²³⁸U形式，後者適用於年輕且兩個階段年齡間隔很短的試樣。

Ⅱ 鍺量的測定 氫化物發生-^非色散原子熒光光譜法

1 范圍

本方法規定了地球化學勘查試樣中鍺含量的測定方法。

本方法適用於水系沉積物及土壤試料中鍺量的測定。

本方法檢出限（3S）：0.07 μg／g鍺。

本方法測定范圍：0.2μg／g～100μg／g鍺。

2 規范性引用文件

下列文件中的條款通過本方法的本部分的引用而成為本部分的條款。

下列不注日期的引用文件，其最新版本適用於本方法。

GB ／ T 20001.4 標准編寫規則 第4部分：化學分析方法。

GB ／ T 14505 岩石及礦石化學分析方法總則及一般規定。

GB 6379 測試方法的精密度通過實驗室間試驗確定標准測試方法的重復性和再現性。

GB ／ T 14496—93 地球化學勘查術語。

3 方法提要

試料用硝酸—氫氟酸—高氯酸—磷酸分解後，在磷酸（1+4）溶液中，鍺與硼氫化鉀（硼氫化鈉）反應生成氫化物氣體，以氬氣為載氣導入電熱石英爐，火焰中的氫基與氫化物碰撞解離成自由原子，以鍺的高強度空心陰極燈作光源，在非色散原子熒光光譜儀上測量鍺的熒光強度，根據原子熒光強度的高低可測得試料中鍺的含量。

4 試劑

除非另有說明，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和蒸餾水（去離子水）或亞沸蒸餾水。

4.1 硝酸（ρ1.40 g／mL）

4.2 氫氟酸（ρ1.13 g／mL）

4.3 高氯酸（ρ1.67 g／mL）

4.4 磷酸（ρ1.68 g／mL）

4.5 氫氧化鈉（粒狀）

4.6 硼氫化鉀（或硼氫化鈉）

4.7 硼氫化鉀（或硼氫化鈉）溶液［ρ（KBH₄）=30g／L］

稱取30 g硼氫化鉀（或硼氫化鈉）（4.6）溶於水中，加入2g氫氧化鈉（4.5），攪拌溶解完全，用水稀釋至1000mL，搖勻。用時配製。

4.8 鍺標准溶液

4.8.1 鍺標准溶液Ⅰ［ρ（Ge）=25.0μg／mL］稱取0.0360g經600℃灼燒過的二氧化鍺於250 mL燒杯中，加水約50mL，加入3顆粒狀氫氧化鈉（4.5），緩慢加熱溶解後，冷卻，移入1000mL容量瓶中；加入20mL磷酸（4.4），用水稀釋至刻度，搖勻。

4.8.2 鍺標准溶液Ⅱ[_ρ^（Ge）=2.5μg/mL]移取100mL鍺標准溶液Ⅰ（4.8.1）於1000mL容量瓶中，加入2mL磷酸（4.4），用水稀釋至刻度，搖勻。有效期7d。

5 儀器及材料

5.1 原子熒光光譜儀

工作條件見附錄A。

5.1.1 鍺單元素高強度空心陰極燈。

5.1.2 在儀器最佳條件下，凡達到下列指標的原子熒光光譜儀均可使用。

儀器檢出限 鍺檢出限應小於5ng／mL。

儀器精密度 儀器開機預熱30min後，在最佳條件下，30min內，用工作曲線的高點濃度的工作溶液測定12次，其相對標准偏差應小於5%。

工作曲線線性 相關系數應≥0.999。

5.2 氬氣［w（Ar）=99.9%］

5.3 聚四氟乙烯坩堝

規格30mL。

6 分析步驟

6.1 試料

試料粒徑應小於0.097mm，經室溫乾燥後，裝入磨口小玻璃瓶中備用。

試料量 依據鍺的含量，稱取0.1g～0.5g試料，精確至0.0002g。較合宜取樣量見表1。

表1 試料取樣量

6.2 空白試驗

隨同試料分析全過程做雙份空白試驗。

6.3 質量控制

選取同類型水系沉積物或土壤一級標准物質2個～4個樣品隨同試料同時分析。

6.4 測定

6.4.1 將試料（6.1）置於聚四氟乙烯坩堝（5.3）中，加幾滴水潤濕後，依次加入5mL硝酸（4.1）、5mL氫氟酸（4.2）、2mL高氯酸（4.3）、2mL磷酸（4.4），蓋上坩堝蓋；於150℃控溫電熱板上加熱1h後，揭去坩堝蓋，升溫至240℃，直至高氯酸白煙冒盡；取下，待坩堝冷卻後，加2mL水於電熱板上溫熱浸取，移入10mL比色管中，用水稀釋至刻度，搖勻，澄清。

6.4.2 按儀器工作條件（附錄A），將原子熒光光譜儀開機調試好後，分別將試液（6.4.1）和硼氫化鉀（或硼氫化鈉）溶液（4.7）各1mL混合泵入氫化物發生器中反應，測量試料溶液中鍺的熒光強度，同時進行工作曲線的測量。從工作曲線上查得相應的鍺量。

6.4.3 工作曲線的繪制 於一組50mL容量瓶中，分別移取（0.0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、5.00mL）鍺標准溶液Ⅱ（4.8.2），加入10mL磷酸（4.4），用水稀釋至刻度，搖勻。以下按儀器工作條件（附錄A）進行測定，以鍺濃度為橫坐標，熒光峰高值為縱坐標，繪制工作曲線。

7 分析結果的計算

按下式計算鍺的含量：

區域地球化學勘查樣品分析方法

式中：ρ——從工作曲線上查得試料溶液中鍺的濃度，μg／mL；ρ₀——從工作曲線上查得空白試驗溶液中鍺的濃度，μg／mL；V——制備溶液總體積，mL；m——試料質量，g。

8 精密度

鍺量的精密度見表2。

表2 精密度［w（Ge），10^-6］

附 錄 A

（資料性附錄）

A.1 使用北京海光儀器公司AFS-220原子熒光光譜儀的工作條件

見表A.1

表A.1 AFS-220原子熒光光譜儀工作條件

附 錄 B

（資料性附錄）

B.1 從實驗室間試驗結果得到的統計數據和其他數據

見表B.1。

本方法精密度協作試驗數據是由多個實驗室進行方法合作研究所提供的結果進行統計分析得到的。

表B.1中不需要將各濃度的數據全部列出，但至少列出3個或3個以上濃度所統計的參數。

B.1.1 列出了試驗結果可接受的實驗室個數（即除了經平均值及方差檢驗後，屬界外值而被舍棄的實驗室數據）。

B.1.2 列出了方法的相對誤差參數，計算公式為，公式中為多個實驗室測量平均值；x₀為一級標准物質的標准值。

B.1.3 列出了方法的精密度參數，計算公式為，公式中S_r為重復性標准差：S_R為再現性標准差。為了與GB/T20001.4所列參數的命名一致，本方法精密度表列稱謂為：「重復性變異系數」及「再現性變異系數」。

B.1.4 列出了方法的相對准確度參數。相對准確度是指測定值（平均值）占真值的百分比。

表B.1 Ge統計結果表

附加說明

本方法由中國地質調查局提出。

本方法由武漢綜合岩礦測試中心技術歸口。

本方法由武漢綜合岩礦測試中心負責起草。

本方法主要起草人：熊采華。

本方法精密度協作試驗由武漢綜合岩礦測試中心葉家瑜、江寶林組織實施。

Ⅲ 質譜測定

1.儀器與試劑

1）質譜儀。本研究所用質譜儀為德國Finnigan公司生產的可調多接收熱離子質譜儀（MAT-261），與之聯機的計算機用於自動控制、收集數據和數據處理。該儀器通過熱表面電離從離子源產生離子，離子束經0.2mm寬的固定狹縫離開離子源，加速到具有10keV的能量，以26.5°的角度射入90°磁扇場，並以同樣的角度射出。這種裝配可以使離散率增加一倍，使得23cm的分離系統具有與粒子軌跡半徑為46cm的常規系統同等的離散效果。收集器狹縫寬度為0.6mm，解析度大約為500（定義10%的峰谷）。

2）離子交換柱。實驗用交換樹脂是強鹼型陰離子交換樹脂AG-1×8（200～400目）或Dowex 1×8（200～400目）。下部樹脂床內徑為5.5～6mm，高15mm，上部盛液管內徑為10mm，高100mm，總容積5～6mL。樹脂柱用6mol/L HCl和亞沸蒸餾水（二次去離子水經亞沸蒸餾得到）交替再生3次，最後用混合酸（2mol/L HCl和1mol/L HBr以2：1混合）平衡酸度。

3）其他設備。本實驗使用的是80-1型離心機，用於上柱前樣品離心；水純化系統：分別得到一次去離子水和二次去離子水，最後得到的水的電阻率可達18 10⁶Ω；石英亞沸蒸餾器：用於蒸餾HCl、HNO₃、HBr和二次去離子水；振盪器：用於振盪土壤樣品；器皿：本實驗所用器皿均為聚四氟乙烯、聚乙烯或石英玻璃。

4）試劑：鹽酸和硝酸均由工藝超純試劑經石英亞沸蒸餾器蒸餾制備；氫溴酸由分析純氫溴酸經石英亞沸蒸餾器2次蒸餾之後，再經強鹼型陰離子交換樹脂AG-1×8（200～400目）或Dowex-1×8（200～400目）交換制備；混合酸（由2N 鹽酸和1N 氫溴酸以2：1混合），鉛同位素標准物質NBS-981，一次去離子水，二次去離子水和亞沸蒸餾水；硅膠（光譜純SiO₂和稀硝酸在超聲波作用下配製成膠體溶液），磷酸（由優質純磷酸經陽離子樹脂交換純化），飽和硼酸鈉溶液（分析純硼酸鈉經亞沸蒸餾水重結晶）。

圖5-5 鉛的分離與純化流程圖

2.塗樣及質譜分析

將錸帶用無水酒精清洗干凈，用點焊機將錸帶點焊在燈絲支架上，將已點焊好的錸帶支架插裝在離子源轉盤上，並裝入燒帶裝置中，待抽真空至n×10^-5Pa後按預定程序給燈絲供電，在3～5A電流下燒10～30min，以除去錸帶表面及其本身所含的鉛。

將已預燒好的燈絲轉盤移入裝樣用的空氣凈化櫃內，取下電離帶位置上的所有燈絲，依次逐個往燈絲上滴加試樣：用清洗干凈的微量取樣器吸取少量硅膠滴加在燈絲錸帶的中心部位，給燈絲加上1A左右的電流以微熱烤乾硅膠；用微量取樣器吸取1滴0.5%的硝酸溶液溶解試樣，用清洗干凈的微量取樣器取出試樣溶液滴加在已經烤乾的硅膠上；繼續加熱燈絲使樣液的水分蒸發干，再用微量取樣器滴加一小滴飽和硼砂溶液（分析純硼酸鈉溶液經亞沸蒸餾水重結晶），蒸干；然後加大通過燈絲的電流驅趕試樣中殘余酸根，待不再冒白煙後，繼續加大電流將燈絲燒至暗紅色為止。轉動轉盤換至另一燈絲位置，以同樣的程序裝下一個試樣。並以此將轉盤上全部燈絲加滿，裝樣結束後，往電離帶位置上插裝燈絲插件，檢查燈絲帶的幾何位置，再裝上屏蔽罩，最後將轉盤裝入質譜計離子源中，啟動真空系統。

待質譜儀的真空達到要求（n×10^-7Pa）後，打開通往分析管道的隔離閥，給蒸發帶燈絲加上電流，緩慢升溫。當燈絲溫度達到1000～2000℃時，尋找²⁰⁸Pb的離子流，並小心調節加到蒸發帶上的電流，使離子流達到足夠的強度（10^-13～10^-11A）並保持穩定，即可啟動自動測試程序，測定鉛同位素比值。

每個試樣分析採集6～20組數據，每組數據取8～10次掃描數據的平均值。由聯機計算機給出由6～20組數據計算機樣品鉛同位素比值的平均值及其標准偏差。

Ⅳ 釤-釹法同位素年齡分析流程

方法提要

氫氟酸+高氯酸溶樣。化學分離分兩步進行，首先在陽離子樹脂交換柱上分離總稀土元素，然後採用離子交換法或萃取色層法從總稀土元素中分出釹、釤。熱電離質譜計(TIMS)上測出試樣的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值，同位素稀釋法測定釤、釹含量(目的是測¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值)，最小二乘擬合計算等時線年齡，同時給出釹同位素初始比值，或僅計算單個試樣的釹模式年齡。高精度的同位素分析和測定等時線年齡時合理選擇試樣，是測定工作成敗的關鍵。

本方法對測定精度要求，¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值相對誤差0.5%～1%，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值相對誤差1×10^-5～3×10^-5，等時線年齡在100～1000Ma內，95%置信度，相對誤差小於2%～5%。

儀器裝置和器皿

熱電離質譜計MAT260、MAT261、MAT262、VG354、TRITON等相當類型。

點焊機質譜計的配套設備。

質譜計燈絲預熱裝置質譜計的配套設備。

聚四氟乙烯燒杯10mL與30mL。

氟塑料(F₄₆)試劑瓶500mL、1000mL與2000mL。

聚乙烯塑料洗瓶250mL、500mL、1000mL。

氟塑料(F₄₆)滴瓶30mL。

氟塑料(F₄₆)燒杯30mL、50mL與250mL。

氟塑料(F₄₆)對口雙瓶亞沸蒸餾器1000mL。

石英試劑瓶2000mL。

石英亞沸蒸餾器。

石英減壓亞沸蒸餾器。

石英交換柱內 徑6mm，高300mm，上部接內徑20mm高110mm敞口容器，尾端內嵌石英篩板，要求上面的樹脂不泄漏，溶液滴速適當，樹脂床直徑6mm，高100mm，13或16支為一組，用於總稀土元素分離。

石英交換柱 內徑2mm，高350mm，上部接內徑16mm高50mm小口容器，尾端內嵌氟塑料篩板，要求上面的樹脂不泄漏，溶液滴速適當，樹脂床直徑2mm，高300mm，13或16支為一組，用於α-HIBA離子交換分離。

石英交換柱 內徑8mm，高180mm，上部接內徑20mm高60mm敞口容器，尾端內嵌石英篩板，要求上面的樹脂不泄漏，溶液滴速適當，樹脂床直徑8mm，高100mm，13或16支為一組，用於萃取色層法釹、釤分離。

石英交換柱 內徑30mm，高400mm，上接敞口容器，下端塞聚四氟乙烯纖維，用於陽離子樹脂的預處理。

氟塑料(PFA)密封溶樣器 15mL。

高壓釜 包括30mL聚四氟乙烯悶罐、熱縮套、不銹鋼外套。

石英滴管。

石英量筒(杯)10mL、50mL。

硬脂玻璃量筒1000mL。

三角玻璃瓶250mL。

玻璃燒杯3000mL。

水純化系統。

分析天平感量0.00001mg。

酸度計測量精度pH±0.02。

磁力攪拌機。

電熱板(溫度可控)。

超聲波清洗器。

不銹鋼恆溫烘箱<300℃。

高速離心機。

聚乙烯或石英離心管。

乾燥器。

微量取樣器10μL與50μL。

器皿清洗

所有使用的氟塑料與石英器皿，用(1+1)優級純鹽酸和優級純硝酸先後在電爐上於亞沸狀態下各煮2h，去離子水沖洗後又用去離子水煮沸1h，再用超純水一隻只沖洗，超凈工作櫃中電熱板上烤乾。第一次使用的新器皿在用酸煮沸前，需先用洗滌劑擦洗。

試劑與材料

去離子水二次蒸餾水再經Milli-Q水純化系統純化。

超純水去離子水經石英蒸餾器蒸餾。

超純鹽酸用(1+1)優級純鹽酸經石英蒸餾器亞沸蒸餾純化，實際濃度用氫氧化鈉標准溶液標定。進一步用超純水配製為需求濃度。

超純硝酸用(1+1)優級純硝酸經石英蒸餾器亞沸蒸餾純化，實際濃度用氫氧化鈉標准溶液標定。進一步用超純水配製為需求濃度。

超純氫氟酸用優級純氫氟酸經對口氟塑料(F₄₆)雙瓶亞沸蒸餾器制備。

超純高氯酸用優級純高氯酸經石英蒸餾器減壓亞沸蒸餾制備。

丙酮優級純。

無水乙醇分析純。

超純氫氧化銨用高純氫氧化銨在密封乾燥器中平衡法制備。

200～400目AG50×8或Dowex50×8強酸性陽離子交換樹脂，或其他性能相似、性能更好的樹脂。

α-羥基異丁酸(α-HIBA)分析純。

二-2-乙基己基正膦酸(HDEHP，P₂₀₄)分析純。

P₂₀₄(HDEHP)萃淋樹脂。

P₅₀₇(HEHEHP)萃淋樹脂。

聚四氟乙烯粉末。

200～400目AG1×8或Dowex1×8強鹼性陰離子交換樹脂。

鈾試劑Ⅲ(偶氮胂Ⅲ)溶液(w_B=0.08%)用分析純固體鈾試劑Ⅲ與超純水配製。

¹⁴⁵Nd或¹⁴⁶Nd稀釋劑富集¹⁴⁵Nd或¹⁴⁶Nd同位素的固體氧化釹(Nd₂O₃)。

¹⁴⁹Sm或¹⁴⁷Sm稀釋劑富集¹⁴⁹Sm或¹⁴⁷Sm同位素的固體氧化釤(Sm₂O₃)。

¹⁴⁵Nd(或¹⁴⁶Nd)+¹⁴⁹Sm(或¹⁴⁷Sm)混合稀釋劑溶液溶液配製與濃度標定見附錄86.3A。

普通氧化釹(Nd₂O₃)光譜純基準物質，保存在乾燥器中。

普通氧化釤(Sm₂O₃)光譜純，基準物質，保存在乾燥器中。

GBW04419全岩，釤-釹法國家一級標准物質。

實驗室專用薄膜(Parafilm)。

超純硝酸c(HNO₃)=3.5mol/L用高濃度超純硝酸和超純水配製。

錸帶規格18mm×0.03mm×0.8mm

試樣分解

操作程序分兩種情況:①釤、釹含量的稀釋法測定(ID)和釹同位素組成(IC)測定，分別稱樣、溶樣。②一次稱樣、溶樣，但是在試樣完全分解後將溶液分成ID和IC兩個分樣。前者適用於均勻性好的試樣，後者多用於均勻性差的試樣。

1)當分別溶樣時，ID測定是在PFA密封溶樣器中稱取0.05g(精確至0.00001g)粉末樣，按最佳稀釋度要求加0.1～0.15g¹⁴⁵Nd+¹⁴⁹Sm混合稀釋劑溶液(精確至0.00001g)，輕微晃動使試樣充分散開，加5mL左右超純氫氟酸和幾滴超純高氯酸;IC測定是在PFA密封溶樣器中稱取0.1～0.2g粉末樣，加5～8mL超純氫氟酸和幾滴超純高氯酸，在大量酸加入前先加入少量，同樣輕微地晃動使試樣充分散開。緊密蓋上溶樣器蓋子，置於電熱板上於150℃溫度下加熱分解，在加熱過程中也需要經常輕微搖動溶樣器，加速試樣分解。當試樣完全分解後打開蓋子蒸干溶液，升高電熱板溫度(180℃左右)趕盡多餘氫氟酸和高氯酸，用2mL6mol/L超純鹽酸淋洗溶樣器內壁，蒸干，再用5mL2.5mol/L超純鹽酸溶解乾涸物，此時溶液很清亮，准備上柱。如果溶液出現渾濁或殘渣需進行離心分離，取上部清液上柱。

2)當ID、IC測定採用一次溶樣時，先稱取0.2g(精確至0.00001g)粉末樣，以後的試樣分解過程與前面程序相同。在試樣完全分解、被處理成5mL左右的清液後，在天平上大致按1∶2的比例將溶液分成ID和IC兩個分樣，分別稱量(精確至0.00001g)，再在ID分樣中大約加入0.1g～0.15g¹⁴⁵Nd+¹⁴⁹Sm混合稀釋劑溶液(精確至0.00001g)，輕微晃動放置過夜，准備上柱(IC分樣不加稀釋劑)。

根據岩石化學特徵，當預計試樣中的稀土元素含量較高時(如鹼性岩)可以酌情減少試樣量。超鎂鐵質岩的稀土元素含量一般很低，特別是地幔橄欖岩，釤、釹含量常常在10^-7～10^-8級。對於這一類試樣的溶樣問題推薦以下程序:採用30mL高壓釜將試樣稱量增大至2～4g，氫氟酸+高氯酸溶樣，蒸干，1mol/L鹽酸溶解乾涸物，加氫氧化銨使稀土元素與氫氧化鐵共沉澱，離心分離除去溶液留下沉澱物，2.5mol/LHCl溶解沉澱物，溶液待上柱。這一程序可以在離子交換分離之前將試樣溶液的體積減小1/10，而釤、釹含量增加了10～20倍(達到10^-6級)，同時本底沒有明顯增加。

Sm-Nd化學分離

釤、釹化學分離分兩步進行，第一步分離總稀土元素，第二步分離釤和釹。

1)總稀土元素分離。

a.陽離子樹脂交換柱准備。首次使用的200～400目AG50×8或Dowex50×8陽離子樹脂盛於石英燒杯中(約200g)，無水乙醇浸泡24h，傾出乙醇晾乾後用去離子水漂洗，再用(1+1)優級純鹽酸浸泡24h，轉入30mm×400mm大型專用石英柱中，繼續用(1+1)優級純鹽酸淋洗直至無鐵離子［硫氰化銨(NH₄CNS)檢驗，洗出液不再顯紅色］，最後用超純水淋洗，轉入用於總稀土元素分離的(6mm×300mm)石英柱中，樹脂床高100mm，直徑6mm，待水淋干後依次加30mL6mol/L超純鹽酸淋洗，10mL2.5mol/L超純鹽酸平衡，待用。以後繼續使用時，依次用30mL超純水分多次淋洗交換柱內壁，30mL6mol/L超純鹽酸回洗，10mL2.5mol/L超純HCl平衡。

b.上柱分離。將分解完全的試樣溶液倒入備好的陽離子樹脂交換柱中，待溶液漏完先用5mL2.5mol/L超純鹽酸分多次淋洗管壁，然後加40mL2.5mol/L超純鹽酸淋洗鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋁等干擾元素，最後用15mL6mol/L超純鹽酸洗脫總稀土元素，下用30mL聚四氟乙烯燒杯接收，電熱板上蒸干，待下步分離。

2)Sm-Nd分離。從總稀土元素中分離釹和釤有離子交換法和萃取色層法等多種方法。

a.α-HIBA離子交換法。本方法是個較老的方法，採用銨化陽離子樹脂，淋洗液為pH值～4.6、濃度為0.23mol/L左右的α-羥基異丁酸(α-HIBA)。

a)陽離子樹脂柱准備。選擇200目～400目AG50×8陽離子樹脂(約300g)於石英燒杯中(Dowex50×8樹脂在粒度均勻性與純度方面較AG50×8為差，如經過篩選也可用，兩者交換性能一樣)，無水乙醇和(1+1)優級純鹽酸依次各浸泡24h，轉入大型專用石英柱中(同上)，繼續用(1+1)優級純鹽酸淋洗，直至洗盡鐵離子［硫氰化銨(NH₄CNS)檢驗，洗出液不再顯紅色］，超純水淋洗至中性，完全除去Cl^-離子［硝酸銀(AgNO₃)檢測，洗出液不再呈現乳白色渾濁物］，加稀的超純氫氧化銨淋洗，至洗出液呈鹼性(pH試紙檢驗)，表明陽離子樹脂全部銨化。轉入500mL試劑瓶，保存在0.23mol/LpH=4.6左右的α-羥基異丁酸溶液中，供長期使用。

b)α-羥基異丁酸溶液配製與pH值調節。稱取70g固體分析純α-羥基異丁酸於250mL氟塑料燒杯中，加少量超純水微熱溶解，轉入3000mL石英試劑瓶中，超純水稀釋至刻度(3000mL)，充分搖勻。此時α-HIBA的量濃度為0.23mol/L，pH值～2.6，通過加超純氫氧化銨，酸度計測量，將溶液酸度調節到pH值～4.6。由於平衡氫氧化銨的濃度難以控制，需要分多次加入，每加一次搖勻後測一次pH值，注意掌握pH遞增規律，最後是逐滴加入，必要時將氫氧化銨稀釋。每次測量pH值是將溶液倒在10mL小燒杯中，測量過的溶液棄去，不再回到大瓶中。將酸度調節好的α-HIBA溶液密封保存，供長期使用。

c)上柱分離。實驗證明在採用本方法時，樹脂粒度、均勻性以及α-HIBA溶液的濃度、pH值等條件變化對釤、釹洗出峰位置的影響十分明顯，而每次處理樹脂和配製α-羥基異丁酸溶液都不可能完全重復，因此當每處理一次樹脂和配製一次α-HIBA溶液後，都需要用標准溶液做一次分離實驗，用ICP或鈾試劑Ⅲ法檢測，得出修正後的新淋洗曲線。這種離子交換分離又分加壓和自然流速兩種，前者的穩定性優於後者。

下面以一個有效流程示例。用滴管從大瓶中吸入少量經過預處理的AG50×8樹脂加到2mm×350mm石英柱中，以自然沉降或加壓方式至樹脂床高320mm，直徑2mm，此時應注意樹脂柱結構的均勻性，不能有分層和氣泡。加5mL0.23mol/LpH4.6的α-HIBA溶液平衡，流干。用幾滴α-HIBA將經過第一次分離的試樣(僅有總稀土元素)溶解，用微量移液管逐滴上柱，流干，再加10mL0.23mol/LpH4.6的α-HIBA，通過光譜純氮氣加壓，控制滴速在1滴/55s±5s左右，液滴計數器計數。對於ID試樣，0～44滴棄去，45～56滴收集釤，57～150滴棄去，151～175滴收集釹;對於IC試樣，0～150滴棄去，151～175滴收集釹。收集液蒸干後不再進一步處理(破壞HIBA)，直接進行質譜分析。有的實驗室在收集液蒸干後還要加幾滴高氯酸分解α-HIBA，或再經一次陽離子樹脂分離除去α-HIBA。

經ICP檢測該流程釤-釹分離度(Rs)達到5.00。

b.萃取色層分離。由於使用材料不同，本方法又分HDEHP+聚四氟乙烯粉末、P₂₀₄萃淋樹脂和P₅₀₇萃淋樹脂三種。HDEHP(P₂₀₄)是二-2-乙基己基正膦酸，HEHEHP(P₅₀₇)是2-乙基己基膦酸單2-乙基己基脂，都是稀土元素萃取劑。

a)HDEHP+聚四氟乙烯粉末。

(a)色層柱准備。將萃取劑HDEHP、聚四氟乙烯粉末、分析純丙酮按1∶10∶100比例置於500mL聚四氟乙烯燒杯中，用磁力攪拌器高速攪拌至丙酮近干，使HDEHP緊密附著在聚四氟乙烯粉末表面，加少量0.20mol/L超純鹽酸調成稀糊狀，轉入6mm×180mm石英柱中自然沉降、壓實，取色層柱高100mm，直徑8mm，上覆一層厚10mm的AG1×8樹脂幫助壓實聚四氟乙烯粉末，30mL6mol/L超純鹽酸淋洗消除本底，超純水淋洗至中性(pH試紙檢驗)，5mL0.20mol/L超純鹽酸平衡，待用。

(b)上柱分離。用1mL0.20mol/L超純鹽酸將經過第一次分離的試樣(僅有總稀土元素)溶解，倒入色層柱，再用1mL0.20mol/L超純鹽酸涮洗燒杯後倒入。加8mL0.20mol/L超純鹽酸淋洗鈰，洗出液棄去，流干後加10mL0.20mol/L超純鹽酸洗脫釹，收集於10mL聚四氟乙烯燒杯中。對於IC試樣分離程序到此結束，ID試樣需要繼續加10mL0.20mol/L超純鹽酸淋洗，洗出液棄去，5mL2.5mol/L超純鹽酸洗脫釤，收集於10mL聚四氟乙烯燒杯中。收集液在電熱板上緩慢蒸干，待質譜分析。

(c)色層柱再生。在分離程序全部完成後用30mL6.0mol/L超純鹽酸分2次加入淋洗，再用超純水淋洗至中性。不用時將整個柱子浸在水中，防止色層柱因失水而斷裂。

b)P₂₀₄萃淋樹脂。採用P₂₀₄萃淋樹脂分離稀土元素是近30年發展起來的技術，萃淋樹脂實際上是一種含液態萃取劑的樹脂，而P₂₀₄萃淋樹脂是稀土元素萃取劑HDEHP(P₂₀₄)與陽離子樹脂的聚合，基於懸浮聚合原理用特殊方法製成。

(a)樹脂柱准備。取20g左右120～200目P₂₀₄萃淋樹脂於6.0mol/L優級純鹽酸中浸泡24h，以稀糊狀倒入8mm×180mm石英柱中，緩慢沉降至樹脂床高100mm，直徑8mm，上面覆蓋一層10mm厚AG1×8樹脂幫助壓實樹脂床(此時應注意樹脂床中不能有氣泡，樹脂粒度應該均勻)，30mL6.0mol/L超純鹽酸淋洗，超純水洗至中性(pH試紙檢驗)，5mL0.36mol/L超純鹽酸平衡，待用。

(b)上柱分離。用1mL0.1mol/L超純鹽酸將經過第一次分離的試樣(僅有總稀土元素)溶解，倒入樹脂柱，再用3mL0.1mol/L超純鹽酸分2次涮洗燒杯後倒入。加7mL0.36mol/L超純鹽酸淋洗鈰，洗出液棄去，加10mL0.36mol/L超純鹽酸洗脫釹，收集於10mL聚四氟乙烯燒杯中。對於IC試樣分離程序到此結束，ID試樣需要繼續加10mL0.36mol/L超純鹽酸淋洗，洗出液棄去，5mL2.5mol/L超純鹽酸洗脫釤，收集於10mL聚四氟乙烯燒杯中。收集液在電熱板上緩慢蒸干，待質譜分析。

(c)樹脂柱再生。在分離程序全部完成後用30mL6.0mol/L超純鹽酸分2次加入淋洗，再用超純水淋洗至中性。不用時將整個柱子浸在水中，防止樹脂柱因失水而斷裂。

c)P₅₀₇萃淋樹脂。P₅₀₇萃淋樹脂與P₂₀₄萃淋樹脂屬同一類型。

(a)樹脂柱准備。取20g左右120目～200目P₅₀₇萃淋樹脂於6.0mol/L優級純鹽酸中浸泡24h，以稀糊狀倒入6mm×300mm石英柱中，緩慢沉降至樹脂床高200mm，直徑6mm，上面覆蓋一層10mm厚AG1×8樹脂幫助壓實樹脂床(此時注意樹脂床中不能有氣泡，樹脂粒度應該均勻)，30mL6.0mol/L超純鹽酸分2次淋洗，超純水洗至中性(pH試紙檢驗)，10mL0.10mol/L超純鹽酸平衡，待用。

(b)上柱分離。用1mL0.10mol/L超純鹽酸將經過第一次分離的試樣(僅有總稀土元素)溶解，倒入樹脂柱，再用1mL0.10mol/L超純鹽酸涮洗燒杯後倒入。加10mL0.10mol/L超純鹽酸淋洗鈰，洗出液棄去，加10mL0.10mol/L超純鹽酸洗脫釹，收集於10mL聚四氟乙烯燒杯中。對於IC試樣分離程序到此結束，ID試樣需要繼續加20mL0.10mol/L超純鹽酸淋洗，洗出液棄去，5mL2.5mol/L超純鹽酸洗脫釤，收集於10mL聚四氟乙烯燒杯中。收集液在電熱板上緩慢蒸干，待質譜分析。

(c)樹脂柱再生。在分離程序全部完成後用50mL6.0mol/L超純鹽酸分2次加入淋洗，再用超純水淋洗至中性。不用時將整個柱子浸在水中，防止樹脂柱因失水而斷裂。

上述方法分離釤、釹都十分穩定而有效，但是α-HIBA離子交換法流程較復雜，HDEHP+聚四氟乙烯粉末法中萃取劑較容易脫落，P₅₀₇萃淋樹脂由於比重小裝柱比較困難，因此目前用得較多的是P₂₀₄萃淋樹脂，該方法釤-釹分離度高，穩定性強，裝好一次柱可以長時間使用而效果不變。由於樹脂床內徑、高度互有不同，不同時間、不同廠家和批次的萃淋樹脂在性能上也會有差異，因此每當處理一次樹脂裝好一批柱子時都需做淋洗曲線，具體確定最佳分離條件。

Sm、Nd同位素分析

Sm、Nd同位素分析操作以雙帶源MAT261為例，其他型號質譜計類同。

1)裝樣。燈絲錸帶預處理，將錸帶用無水乙醇清洗，點焊機將錸帶點焊在燈絲支架上，將已點好錸帶的支架依次插在離子源轉盤上，整體放進燈絲預熱裝置中，待真空抽至n×10^-5Pa後，按預設程序給錸帶通電，在4～6A電流和1800℃溫度下，每組帶預燒15min，以除去錸帶上雜質。

將離子源轉盤上已燒好的錸帶初步整形，依次取下電離帶。兩小滴3.5mol/L超純硝酸將試樣溶解，用微量取樣器將溶液逐滴加在蒸發帶中央，給蒸發帶通電流，強度1A左右，使試樣緩慢蒸干，以後逐步加大電流至帶上白煙散盡，進一步升溫至錸帶顯暗紅後迅速將電流調至零，轉到加下一個樣。當試樣全部裝好後按原位置插上電離帶，進一步給錸帶整形，要求蒸法帶與電離帶兩者彼此平行靠近，但又絕不能碰到一起，兩帶間距離以0.7mm為宜。裝上屏蔽罩，送入質譜計離子源中，抽真空。

2)Sm、Nd同位素分析。

a.未加稀釋劑試樣的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值(IC)測定。測定對象為金屬離子流Nd⁺。當離子源真空達到5×10^-6Pa時打開分析室隔離閥，電離帶與蒸發帶通電流緩慢升溫，注意在加大電流過程中試樣排氣和真空下降情況，避免真空下降過快。在真空達到2×10^-6Pa以上，電離帶電流在4～6A，蒸發帶電流2.5A左右，燈絲溫度達到1700℃～1800℃時，將測量系統處於手動狀態，調出引導峰¹⁴⁶Nd(或¹⁴²Nd、¹⁴⁵Nd)，小心調節峰中心和帶電流，使Nd⁺離子流強度達到n×10^-11A(高壓10kV，高阻10¹¹Ω)並保持穩定。採用多接收器自動採集同位素比值¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd、¹⁴⁵Nd/¹⁴⁴Nd、¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd和¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd等數據，均取6位有效數字，其中¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd監測釤-釹分離情況，¹⁴⁵Nd/¹⁴⁴Nd監測測定值准確性，¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd用於質量分餾效應校正。每個試樣至少採集10組(block)數據，每組數據由8～10次掃描組成，最後取¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值的加權平均值並給出標准偏差，必要時增加採集數據流程。

b.試樣+稀釋劑混合物的Sm、Nd同位素比值(ID)測定。分兩種情況:

a)ID分樣經過二次分離，此時釤、釹完全分開，它們的同位素比值是分別裝樣、分別測定的。系統抽真空、通帶電流升溫、調出引導峰使離子流強度達到最大等操作程序同未加稀釋劑試樣，僅僅在測釤同位素時離子源溫度稍低。採用多接收器，當使用¹⁴⁵Nd+¹⁴⁹Sm混合稀釋劑時，釹、釤分別採集¹⁴³Nd/¹⁴⁵Nd、¹⁴⁶Nd/¹⁴⁵Nd和¹⁴⁷Sm/¹⁴⁹Sm、¹⁵⁴Sm/¹⁴⁹Sm兩組數據(根據多接收系統中法拉第杯的配置情況可以做相應調整，此外如果使用¹⁴⁶Nd、¹⁴⁷Sm等稀釋劑取值也應做相應改變)，均取6位有效數字。由於釤、釹都有多個同位素，因此應同時採集兩組以上比值用於質量分餾效應校正，這樣可以將濃度(¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd)的測定精度提高1～2個數量級。具體辦法有多種:①與數據採集同步，根據現場測出的兩組以上比值及時計算濃度，當兩個結果在誤差范圍內一致時為最佳測定值。②聯立方程法(見下節)。③迭代法，該方法適用於平行測定較多的情況。

b)ID分樣僅進行一次總稀土元素分離，釤、釹未單獨分開。通過一次裝樣、測定，同時完成釤、釹同位素分析。該方法利用了¹⁴⁵Nd、¹⁴⁶Nd和¹⁴⁷Sm、¹⁴⁹Sm分別是釹、釤的特型同位素，不存在同質異位素干擾的特性。系統抽真空、通帶電流升溫、調出引導峰使離子流強度達到最大等操作程序同未加稀釋劑試樣。採用多接收器採集¹⁴⁶Nd/¹⁴⁵Nd與¹⁴⁷Sm/¹⁴⁹Sm2組數據。該方法優點是節省工作量，縮短了流程，缺點是混合物的單個同位素比值不能進行質量分餾效應校正，此外雜質元素增多也影響離子流的發射和穩定性，總體上測定精度沒有釤、釹經過二次分離的高。

Ⅳ 純凈水和蒸餾水有什麼區別

純凈水和蒸餾水的區來別有：

1、含義不源一樣：純凈水指的是不含雜質的水，是純潔、干凈，不含有雜質或細菌的水是以符合生活飲用水衛生標準的水為原水。蒸餾水則是指經過蒸餾、冷凝操作的水。

2、用途不一樣：蒸餾水在醫葯行業的作用是因為低滲作用。用蒸餾水沖洗手術傷口，使創面可能殘留的腫瘤細胞吸水膨脹，破裂，壞死，失去活性，避免腫瘤在創面種植生長。學校里的化學實驗，有些需要用蒸餾水，利用的就是蒸餾水無電解質，沒有游離離子，或是沒有雜質。

純凈水一般是用於飲用，或者是日常生活的需要，其適用范圍相對來說要比蒸餾水更大眾化一些。

3、缺點不一樣：純凈水的不足之處在於，長期飲用時可能會導致體內鉛的含量超標，因為鈣和鉛在人體中是競爭關系，一方增多，另一方就會減少，反之，一方減少，另一方就會增多，純凈水中沒有鈣，人體就會吸收大量的鉛，從而導致人體內含鉛量超標。

蒸餾水的缺點是造價高昂，因為蒸餾水的製作是把源水煮沸後令其蒸發冷凝回收，要大量耗費熱能，造價不會太低。要想得到純凈水或超純水，必須經過二次、三次的蒸餾還得增加其它純凈手段。