研究人员开发一种高效的铁和镁同位素分析方法

中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室工程师朱冠虹在研究员马金龙和韦刚健的指导下，自主开发出一种铁和镁的单柱分离及同位素组成测定的分析方法。相关成果近日发表于《分析原子光谱学杂志》（Journal of Analytical Atomic Spectrometry）。

铁和镁分离纯化流程中基体元素的淋洗曲线。

铁和镁具有不同的地球化学性质，其稳定同位素组成在研究岩浆演化、地表风化和稀有金属矿床成因等方面发挥着各自独特的示踪作用，而组合这两种同位素可以更加精细地示踪关键的地质和天体化学过程。采用传统的分析技术测定铁和镁同位素数据，需要通过2～4柱阴离子和阳离子交换树脂分别对样品的铁和镁元素进行分离提纯，再对其同位素组成进行测定。因此，传统的分析流程分析效率低、耗时长且样品消耗量较大，并不适用于数量有限的珍贵样品的分析。

不同岩性地质标准样品的镁同位素测试结果。

针对上述技术难题，研究人员在国家重点研发计划项目、广东省基础与应用基础研究重大项目等的资助下，通过一系列条件实验，标定了不同岩性的岩石标样的淋洗曲线，最终开发了一种高效的铁和镁同位素分析方法。该分析方法仅采用单柱AGMP-50阳离子交换树脂，分别采用0.2 N HCl + 0.2 N HF、0.2 N HCl + 0.5 N HF、0.73 N HCl和1.3 N HCl作为淋洗液，就可以将铁和镁与基体元素（铝、钛、钠、钾、钙、铜等）完全分离开。

采用该分析流程对不同岩性的岩石标样进行铁和镁的分离纯化，并采用MC-ICP-MS对其铁和镁同位素组成进行了测定，所有标样的铁和镁同位素分析结果与国际推荐值在误差范围内完全一致，证明了该分析流程的准确性和可靠性，而镁同位素的长期测量精度约为0.07‰。相对于已报道的铁和镁同位素同时分析的方法，该分析程序不仅具有样品消耗量低和分析效率高的优点，而且还适用于不同岩性的地质样品。