地學實驗室及儀器掃盲（4）穩定同位素分析實驗室

實驗設備 
名稱：MAT 251型氣體同位素比值質譜儀
型號：MAT 251
性能指標：MAT 251型氣體同位素比值質譜儀美國菲尼根公司生產，可測量δ13C、δ18O、δD、Ar等同位素。
靈敏度為1000mol/ion；離子源真空＜3×10-8mba；分析室真空＜5×10-8mba；90°扇形磁場(Rm=230mm)；采用靈敏度高的電子轟擊型離子源和雙路粘滯流進樣系統。




名稱：MAT 252型氣體同位素比值質譜儀
型號：MAT 252
性能指標：美國菲尼根公司生產，可以精確測量C、H、O、N、S的同位素比值。
靈敏度為1000mol/ion；離子源真空＜3×10-8mba；分析室真空＜5×10-8mba；90°扇形磁場，Rm=230mm，屬于二級方向聚集型氣體同位素質譜儀。采用靈敏度高的電子轟擊型離子源和雙路粘滯流進樣系統，配有C、O、S和H的多重離子接收系統。


名稱：Flash EA1108型型元素分析儀與Delta S型氣體同位素質譜計聯機系統
性能指標：美國菲尼根公司生產，可以完成C、N、S元素含量與同位素比值的在線分析。
儀器靈敏度為1500mol/ion；離子源真空＜3×10-8mba；分析室真空＜5×10-8mba；90°扇形磁場，Rm＝180mm，屬于二級方向聚焦型氣體同位素質譜儀。對于CO2和SO2測定的內部測量精度（n＝10）為：20μg C時，δ13C 的精度為0.15‰；50μg S時，δ34S的精度為0.20‰。

收費標準： 價格表（2010年）.doc
穩定同位素標準物質：穩定同位素標準物質.xls


化學前處理實驗室介紹 
1.碳同位素制備室
　  碳同位素制備室可對不同的水、氣、植物、土壤、石油、包裹體及巖石礦物常量及微量樣品進行有機碳和無機碳同位素的提純制備。有機碳制備采用真空高溫密閉裂解方法。技術先進，數據穩定，重現性好。分析誤差在0.1‰以內。





2.水中氧同位素制備室
　  水中氧同位素的制備是采用較為先進、自動化強的二氧化碳－水平衡法及毫克級微量水平衡法來完成。通過測定與水相平衡的二氧化碳中的18O/16O值來確定水中的氧同位素組成。該設備的特點是：24支平衡器定量準確，密封性好；進氣裝置均勻穩定，工作效率高。該方法分析誤差在0.1‰以內。







3.水中氫同位素制備室
　　水中氫同位素制備室采用鋅法和國際水同位素實驗室先進的鉻法提純技術來制備氫同位素。鉻法的優點是：反應快速、完全、同位素分餾小、測量重現性好。該方法可以從水及植物中提取氫以進行IRMS測定其δD。分析誤差在1‰以內。 






4.硫同位素制備室
　　該實驗設備是在真空系統和高溫條件下把硫酸鹽和硫化物轉化為純凈的SO2氣體，以備IRMS分析測量，測定其34S與32S的比值。與傳統實驗裝置相比，該設備增加了戊烷分離裝置，能有效除去產物中的CO2等雜氣， 提高分析測量的精度和準確度，分析誤差控制在±1‰以內。



4.1 黃鐵礦的化學提取
　  黃鐵礦是自然界巖石中的常見礦物，它通常分布于巖漿巖和沉積巖中，它也是礦床中的常見礦物。近年來對于它的深入研究，特別是對其硫同位素的研究，為深入研究礦床的成因和地史時期古環境提供了重要的指示。但多數巖石中黃鐵礦含量較少，肉眼也不容易辨識，物理選礦也很困難。
　  我們可以通過化學方法提取巖石中的黃鐵礦。這種方法的優點是能將巖石中分散的，肉眼不可見的黃鐵礦轉化為純度高的硫化銀（Ag2S）,提供準確的硫同位素分析數據。這種化學提取黃鐵礦方法的建立為更廣泛的地質樣品的硫同位素分析提供了可能。


4.2 碳酸鹽巖的硫同位素分析方法
　  對于碳酸鹽巖的同位素研究目前主要是偏重碳、氧同位素。其實碳酸鹽巖中普遍含有結構性的微量硫酸鹽，對于其中硫酸鹽的提取為分析碳酸鹽巖的硫同位素提供了可能。
　  我們建立了一套化學方法提取碳酸鹽巖中微量硫酸鹽的方法，提取的硫酸鹽被轉化為硫酸鋇（BaSO4）,提供準確的硫同位素分析數據。

5.BrF5法氧同位素制備室
　　BrF5法氧同位素制備室采用在高真空條件下，利用BrF5與礦物進行高溫反應，使其中的氧全部脫出并轉化為CO2，以進行IRMS測定δ18O值。礦物中的氧同位素組成包含著有關礦物成因及形成條件的重要信息，因此巖石圈中氧同位素研究已成為火山巖和變質巖以及礦床研究的重要工具。本方法分析誤差在0.1‰以內。



另外本實驗室具有如下前處理分析方法（實驗流程略）：
1）包裹體中甲烷的碳、氫同位素分析測試方法；
2）包裹體中碳、氫、氧同位素的分析測試方法；
3）水中硫酸根的硫、氧同位素的分析測試方法；
4）水中硝酸根的氮、氧同位素和氨根中的氮、氫同位素分析測試方法；
5）石油中有機硫同位素分析測試方法；
6）動物化石中磷酸鹽中氧同位素分析測試方法；
7）巖石礦物中硅同位素分析測試方法；
8）巖石礦物中氮同位素分析測試方法（建立中）。


實驗室簡介

所屬系統：地球物質成分與物質性質分析系統
簡介：　  穩定同位素實驗室目前擁有國際上先進的MAT系列穩定同位素氣體質譜儀MAT-251、MAT-252、Delta-S及國內研制的硫同位素專用質譜。同時，配備有8個不同元素穩定同位素的提純制備室，可以對不同巖石、礦物、包裹體、土壤、水、氣、石油、植物等物質中的C、S、H、O、N、Si、Ar及有機化合物進行同位素分析測量。穩定同位素實驗室重點服務于巖石圈構造演化、礦產資源、環境等研究課題項目，為其提供穩定同位素分析測量方面的有力支撐。穩定同位素實驗室是開放型實驗室。近年來，與國內外同類實驗室進行多次技術方面交流。國際原子能機構(IAEA)對我們水中的氫和氧同位素分析測量技術給予了好評。