Icp ms là gì? Các công bố khoa học về Icp ms

Trung tâm Nghiên cứu Đồng vị và Địa hóa Thái Bình Dương (PCIGR) tại Đại học British Columbia đã tiến hành phân tích có hệ thống các thành phần và nồng độ đồng vị (Sr, Nd, và Pb) của một loạt vật liệu tham khảo của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), bao gồm basalt (BCR‐1, 2; BHVO‐1, 2), andesite (AGV‐1, 2), rhyolite (RGM‐1, 2), syenite (STM‐1, 2), granodiorite (GSP‐2), và granite (G‐2, 3). Các vật liệu tham khảo đá của USGS đã được đặc trưng hóa địa hóa tốt, nhưng không có phương pháp hệ thống hay cơ sở dữ liệu cho các thành phần đồng vị phóng xạ, ngay cả đối với BCR‐1 thường được sử dụng. Cuộc điều tra này đại diện cho phân tích có hệ thống đầu tiên về thành phần và nồng độ đồng vị của các vật liệu tham khảo USGS và cung cấp một cơ sở dữ liệu quan trọng cho cộng đồng đồng vị. Thêm vào đó, dải thiết bị tại PCIGR, bao gồm máy Plasma MC‐ICP‐MS của Nu Instruments, Triton TIMS của Thermo Finnigan, và Element2 HR‐ICP‐MS của Thermo Finnigan, cho phép đánh giá và so sánh độ chính xác và độ chính xác của các phân tích đồng vị được xác định bởi cả phương pháp TIMS và MC‐ICP‐MS (ví dụ, các thành phần đồng vị Nd). Đối với mỗi vật liệu tham khảo, 5 đến 10 phân tích hoàn toàn lặp lại cung cấp các kết quả đồng vị nhất quán, tất cả với độ chính xác bên ngoài dưới 30 ppm (2 SD) cho các thành phần đồng vị Sr và Nd (27 và 24 ppm đối với TIMS và MC‐ICP‐MS, tương ứng). Kết quả của chúng tôi cũng cho thấy rằng các vật liệu tham khảo thế hệ đầu tiên và thứ hai của USGS có các thành phần đồng vị Sr và Nd đồng nhất. Các thành phần đồng vị Nd bằng MC‐ICP‐MS và TIMS đồng ý trong phạm vi 15 ppm cho tất cả các vật liệu tham khảo. Các so sánh giữa các phòng thí nghiệm MC‐ICP‐MS cho thấy sự đồng nhất tuyệt vời cho các thành phần đồng vị Pb; tuy nhiên, độ tái tạo không tốt bằng cho Sr và Nd. Một thí nghiệm rửa tỉ mỉ, tuần tự ba vật liệu tham khảo thế hệ đầu tiên và thứ hai (BCR, BHVO, AGV) cho thấy tính không đồng nhất trong các thành phần đồng vị Pb và nồng độ có thể liên quan trực tiếp đến ô nhiễm bởi thép (cối/ chày) sử dụng để xử lý các vật liệu. Ô nhiễm cũng là nguyên nhân cho nồng độ cao của một số nguyên tố vi lượng khác (ví dụ, Li, Mo, Cd, Sn, Sb, W) trong các vật liệu tham khảo USGS khác nhau.

VizualAge, một công cụ phần mềm máy tính mới để phân tích dữ liệu U‐Pb thu được bằng phương pháp ICP‐MS hấp dẫn laser, đã được phát triển. Nó bao gồm một sơ đồ giảm dữ liệu (DRS) cho Iolite (một công cụ phân tích dữ liệu khối phổ chung) cũng như các quy trình trực quan hóa. Ngoài các tuổi U/Pb và Th/Pb được tính toán bởi DRS địa sinh học U‐Pb của Iolite, VizualAge cũng tính toán tuổi ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb và các hiệu chỉnh Pb chung cho mỗi mảnh thời gian của dữ liệu thô. Quan trọng là VizualAge cho phép hiển thị một sơ đồ concordia trực tiếp để trực quan hóa dữ liệu trên sơ đồ này khi một khoảng thời gian tích hợp đang được điều chỉnh. Điều này cung cấp phản hồi ngay lập tức về sự không đồng nhất, không chắc chắn, tương quan sai số và Pb chung. Một số bộ dữ liệu zircon đã được sử dụng để minh họa cách sơ đồ concordia trực tiếp có thể được sử dụng như một công cụ kiểm tra mạnh mẽ, cho thấy một phân tích đơn lẻ bao gồm các vùng đồng thuận, các khu vực biến chất cũng như các lõi thừa kế hoặc các lớp phủ trẻ hơn. VizualAge cũng xây dựng các biểu đồ hình chữ nhật, các sơ đồ concordia kiểu cổ điển và Tera‐Wasserburg, cũng như các sơ đồ concordia 3D U‐Th‐Pb và tổng hợp U‐Pb. Độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu được giảm với VizualAge được chứng minh bằng các ví dụ về vật liệu tham chiếu zircon Plešovice, Temora‐2 và Penglai. Dữ liệu cho zircon từ Batholith Long Lake (cấu tạo Wyoming) đã được sử dụng để minh họa cách VizualAge tính toán các hiệu chỉnh Pb chung và giúp làm sáng tỏ những khó khăn chưa được giải thích với việc xác định chính xác ²⁰⁴Pb.

Cộng đồng quốc tế về địa chất tuổi U‐(Th‐)Pb bằng phương pháp LA‐ICP‐MS đã xác định các tiêu chuẩn mới cho việc xác định tuổi U‐(Th‐)Pb. Một quy trình làm việc mới xác định sự truyền đạt phù hợp về các không chắc chắn cho các dữ liệu này, xác định các thành phần ngẫu nhiên và hệ thống. Chỉ những dữ liệu có các không chắc chắn liên quan đến lỗi ngẫu nhiên mới nên được sử dụng trong các phép tính trung bình trọng số của tuổi dân số; các thành phần không chắc chắn cho lỗi hệ thống được truyền đạt sau giai đoạn này, ngăn chặn sự giảm thiểu sai lầm của chúng. Theo quy trình truyền đạt không chắc chắn được cải thiện này, dữ liệu có thể được so sánh ở các mức độ không chắc chắn khác nhau để giải quyết tốt hơn sự khác biệt về tuổi. Các giá trị tham chiếu mới cho các vật liệu tham chiếu zircon, monazite và titanite thường dùng được xác định (dựa trên ID‐TIMS) sau khi loại bỏ các chỉnh sửa cho chì chung và các tác động của thorium dư thừa ²³⁰Th. Những giá trị này phản ánh chính xác hơn vật liệu được lấy mẫu trong quá trình xác định các yếu tố chuẩn hóa bằng phân tích LA‐ICP‐MS. Các khuyến nghị được đưa ra để biểu diễn dữ liệu một cách đồ họa chỉ với các elip không chắc chắn tại 2s và để gửi hoặc trích dẫn dữ liệu xác thực cùng với dữ liệu mẫu khi gửi dữ liệu để xuất bản. Các tiêu chuẩn báo cáo dữ liệu mới được xác định để giúp cải thiện quy trình phản biện. Với những cải tiến này, dữ liệu U‐(Th‐)Pb bằng phương pháp LA‐ICP‐MS có thể được coi là vững chắc hơn, chính xác hơn, được tài liệu hoá tốt hơn và được định lượng, góp phần trực tiếp vào việc cải thiện diễn giải khoa học của chúng.

Chúng tôi mô tả các quy trình phân tích cho việc xác định các nguyên tố vi lượng được phát triển tại CNRS Service d'Analyse des Roches et des Minéraux (SARM) và báo cáo kết quả thu được cho năm vật liệu tham chiếu địa hóa: bazan BR, điôrit DR‐N, serpentinit UB‐N, anorthosit AN‐G và granit GH. Kết quả cho các nguyên tố đất hiếm, U và Th cũng được báo cáo cho các vật liệu tham chiếu khác bao gồm dunit DTS‐1, peridotit PCC‐1 và bazan BIR‐1. Tất cả các mẫu đá đã được phân hủy bằng cách nóng chảy kiềm. Các phân tích được thực hiện bằng cách tiêm dòng ICP‐MS và bằng sắc ký lỏng áp suất thấp online (LC)‐ICP‐MS cho các mẫu có nồng độ REE, U và Th rất thấp. Phương pháp sau mang lại giới hạn phát hiện thấp hơn nhiều so với dữ liệu bằng cách giới thiệu trực tiếp và loại bỏ khả năng can thiệp đồng vị trên các nguyên tố này. Mặc dù các kết quả đồng ý với hầu hết các giá trị làm việc, khi có sẵn, nhưng kết quả cho một số nguyên tố khác nhau nhẹ so với nồng độ khuyến nghị. Trong những trường hợp này, chúng tôi đề xuất các giá trị mới cho Co, Y và Zn trong bazan BR, Zr trong điôrit DR‐N, Sr và U trong granit GH, và Ga và Y trong anorthosit AN‐G. Hơn nữa, mặc dù nồng độ Sb đo được trong AN‐G rất gần với giới hạn phát hiện của chúng tôi, giá trị của chúng tôi (0.3 ± 0.1 μg g⁻¹) thấp hơn nhiều so với giá trị làm việc được báo cáo là 1.4 ± 0.2 μg g⁻¹. Các giá trị mới này cần được xác nhận bởi một chương trình liên phòng thí nghiệm mới để phân loại thêm các vật liệu tham chiếu này.

Kết quả thu được cho nồng độ REE, Th và U sử dụng LC‐ICP‐MS áp suất thấp online cung cấp giới hạn phát hiện tốt (ng g⁻¹ đến sub‐ng g⁻¹ cho đá và ng l⁻¹ đến sub‐ng l⁻¹ cho nước tự nhiên) và kết quả chính xác. Hiệu quả tách nền cho phép đo chính xác Eu mà không cần chỉnh sửa can thiệp đồng vị BaO cho các mẫu có tỷ lệ Ba/Eu cao tới 27700. Đối với nồng độ REE trong PCC‐1 và DTS‐1, sự khác biệt với các giá trị được báo cáo trong tài liệu được giải thích là do khả năng không đồng nhất của các vật liệu tham chiếu. Các giá trị Thorium và U được đề xuất cho hai mẫu này, cũng như cho AN‐G và UB‐N.

Chúng tôi báo cáo dữ liệu đồng vị Yb với mục đích chính xác chỉnh sửa các phép đo nồng độ Lu và tỷ lệ Lu/Hf trong quá trình phân tích bằng Khối phổ Plasma Động cảm Đa kênh (MC‐ICPMS). Tỷ lệ đồng vị Yb phù hợp với các kết quả gần đây của Chu et al. [2002] và Amelin và Davis [2004], khi được chỉnh sửa cho sự phân tách khối lượng về cùng giá trị tham chiếu. Các giao thức để đo lường Lu bao gồm việc loại bỏ đồng thời sự nhiễu Yb và áp dụng một phép chỉnh sửa phân tách dựa trên Yb được mô tả. Được chỉ ra rằng nồng độ Lu và tỷ lệ Lu/Hf được xác định bởi MC‐ICPMS sử dụng phương pháp này chính xác hơn và có thể đáng tin cậy hơn so với kết quả dựa trên phân tích Lu bằng Khối phổ Ion hóa Nhiệt (TIMS). Một số phân tích đồng vị Lu‐Hf bằng MC‐ICPMS của các mẫu đá tiêu chuẩn và các mẫu địa chất khác, trước đó đã được phân tích bằng TIMS, được trình bày. Những kết quả này ghi lại sự tái sản xuất của tỷ lệ Lu/Hf trong khoảng 0.2%, trong đó hầu hết các khác biệt có thể được quy cho sự phân tách khối lượng Lu không xác định trong quá trình phân tích TIMS.