中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

钕同位素比值143Nd/144Nd标准溶液研制

唐索寒, 李津, 梁细荣, 张利国, 李国占, 濮巍, 李潮峰, 杨岳衡, 储著银, 张俊, 侯可军, 王晓明. 钕同位素比值143Nd/144Nd标准溶液研制[J]. 岩矿测试, 2017, 36(2): 163-170. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2017.02.010
引用本文: 唐索寒, 李津, 梁细荣, 张利国, 李国占, 濮巍, 李潮峰, 杨岳衡, 储著银, 张俊, 侯可军, 王晓明. 钕同位素比值143Nd/144Nd标准溶液研制[J]. 岩矿测试, 2017, 36(2): 163-170. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2017.02.010
Suo-han TANG, Jin LI, Xi-rong LIANG, Li-guo ZHANG, Guo-zhan LI, Wei PU, Chao-feng LI, Yue-heng YANG, Zhu-yin CHU, Jun ZHANG, Ke-jun HOU, Xiao-ming WANG. Reference Material Preparation of 143Nd/144Nd Isotope Ratio[J]. Rock and Mineral Analysis, 2017, 36(2): 163-170. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2017.02.010
Citation: Suo-han TANG, Jin LI, Xi-rong LIANG, Li-guo ZHANG, Guo-zhan LI, Wei PU, Chao-feng LI, Yue-heng YANG, Zhu-yin CHU, Jun ZHANG, Ke-jun HOU, Xiao-ming WANG. Reference Material Preparation of 143Nd/144Nd Isotope Ratio[J]. Rock and Mineral Analysis, 2017, 36(2): 163-170. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2017.02.010

钕同位素比值143Nd/144Nd标准溶液研制

  • 基金项目:
    国土资源公益性行业科研专项经费项目(201511064)
详细信息
    作者简介: 唐索寒, 研究员, 主要研究方向同位素地球化学。E-mail:tangsuohan@163.com
  • 中图分类号: TQ421.31;O614.335;O657.63

Reference Material Preparation of 143Nd/144Nd Isotope Ratio

  • 钕同位素比值(143Nd/144Nd)是Sm-Nd同位素方法的关键量值,由于被测样品的143Nd/144Nd比值变化范围很小,所以对143Nd/144Nd比值测试的精准度要求很高(精度优于0.005%)。为了获得高精度和高准确度的测试数据,分析过程中所用Nd同位素标准物质起着重要作用。以往的Nd同位素标准物质都是氧化钕,经过近三十年有的已消耗殆尽。本文阐述了钕同位素比值143Nd/144Nd标准溶液的研制,经检验标准溶液的均匀性和稳定性良好,由11家实验室协同定值,采用MC-TIMS和MC-ICP-MS方法测定143Nd/144Nd,确定了Nd同位素标准溶液的特性值143Nd/144Nd=0.512438,不确定度为5×10-6。此标准溶液于2015年5月获得国家标准样品证书(批号为GSB 04-3258—2015),可被用于地质、资源、海洋、环境、考古等多种样品143Nd/144Nd比值测定时的仪器校准和分析过程的质量监控。
  • 加载中
  • 图 1  二十四个月期间标准溶液143Nd/144Nd测定值的变化

    Figure 1. 

    图 2  各实验室定值数据分布

    Figure 2. 

    图 3  GSB Nd、JNdi-1Nd和JMC Nd标准物质的143Nd/144Nd比值测量的重现性

    Figure 3. 

    表 1  均匀性检验方差分析结果

    Table 1.  Variance analysis for homogeneity inspection of reference sample

    项目 方差
    SS
    自由度
    df
    均方
    MS
    统计量
    F
    临界值
    Fα(ν1, ν2)
    不确定度
    ubb
    标准偏差
    Sr2
    组间 3.2×10-10 14 2. 3×10-11 0.67 2.04 1.7×10-6 5.8×10-6
    组内 1.1×10-9 30 3.4 ×10-11
    下载: 导出CSV

    表 2  标准溶液143Nd/144Nd定值实验室及定值使用方法

    Table 2.  Summary of participating laboratories, methods and equipment used for measurements of the 143Nd/144Nd ratio

    实验室编号 实验室名称 定值方法 仪器型号 (生产国)
    Lab 1 中国地质科学院地质研究所同位素实验室 MC-ICP-MS Nu Plasam HR
    (英国Nu Instuements公司)
    Lab 2 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 MC-ICP-MS ISOPROBE
    (英国GV公司)
    Lab 3 国土资源部武汉地质矿产研究所同位素地球化学实验室 TIMS MAT 261
    (德国Finnigan公司)
    Lab 4 国土资源部天津地质矿产研究所实验测试室 TIMS TRITON
    (美国Thermo公司)
    Lab 5 南京大学地球科学系同位素地球化学实验室 MC-ICP-MS NEPTUNE-plus
    (美国Thermo公司)
    Lab 6 中国科学院地质与地球物理研究所固体同位素实验室 TIMS MAT 262
    (德国Finnigan公司)
    Lab 7 中国科学院地质与地球物理研究所多接收器电感耦合等离子体质谱实验室 MC-ICP-MS NEPTUNE
    (美国Thermo公司)
    Lab 8 中国科学院地质与地球物理研究所固体同位素实验室 TIMS ISOPROBE-T
    (英国GV公司)
    Lab 9 国家海洋局第一海洋研究所海洋环境测试中心 MC-ICP-MS Nu Plasam HR
    (英国Nu Instuements公司)
    Lab 10 中国地质科学院矿产资源研究所同位素实验室 MC-ICP-MS NEPTUNE
    (美国Thermo公司)
    Lab 11 核工业北京地质研究院核工业地质分析测试中心 TIMS ISOPROBE-T
    (英国GV公司)
    下载: 导出CSV

    表 3  标准溶液143Nd/144Nd定值分析结果

    Table 3.  The analytical data of 143Nd/144Nd for reference samples

    实验室
    编号
    143Nd/144Nd测量值
    S-1 S-2 S-3 S-4 S-5 S-6 平均值
    Lab 1 0.512431 0.512433 0.512441 0.512450 0.512446 0.512447 0.512441
    Lab 2 0.512433 0.512430 0.512435 0.512432 0.512426 0.513434 0.512432
    Lab 3 0.512438 0.512448 0.512432 0.512435 0.512443 0.512439 0.512439
    Lab 4 0.512440 0.512450 0.512439 0.512437 0.512448 0.512437 0.512442
    Lab 5 0.512445 0.512440 0.512446 0.512440 0.512448 0.512432 0.512442
    Lab 6 0.512440 0.512448 0.512421 0.512452 0.512427 0.512432 0.512437
    Lab 7 0.512429 0.512439 0.512435 0.512437 0.512430 0.512437 0.512434
    Lab 8 0.512431 0.512441 0.512433 0.512448 0.512452 0.512437 0.512440
    Lab 9 0.512434 0.512440 0.512454 0.512445 0.512431 0.512428 0.512439
    Lab 10 0.512450 0.512432 0.512435 0.512435 0.512443 0.512450 0.512441
    Lab 11 0.512413 0.512416 0.512434 0.512435 0.512438 0.512424 0.512427
    下载: 导出CSV

    表 4  常用Nd同位素比值分析标准物质分析结果

    Table 4.  Measurement results of certified reference materials

    标准物质 制造国 成分 143Nd/144Nd
    参考值 测定值
    JMC 英国 三氧化二钕
    固体
    0.511137[19] 0.511125
    La Jolly 美国 0.511856[20]
    JNdi-1 日本 0.512115[21] 0.512115
    GSB04-3258-2015
    (本项目)
    中国 硝酸钕溶液 本项目 0.512438
    BCR-2 美国 玄武岩粉末 0.512633[22] 0.512638
    GBW04419 中国 玄武岩粉末 0.512725 0.512718
    下载: 导出CSV
  • [1]

    Faure G, Mensing T M.Isotopes:Principles and Applications (3rd Edition)[M]. Wiley (Hoboken, NJ, USA), 2005:436-451.

    [2]

    Hu P Y, Zhai Q G, Jahn B M, et al.Early Ordovician granites from the South Qiangtang terrane, Northern Tibet:Implications for the early Paleozoic tectonic evolution along the Gondwanan proto-Tethyan margin[J].Lithos, 2015, 220-223:318-338. doi: 10.1016/j.lithos.2014.12.020

    [3]

    Blaser P, Lippold J, Gutjahr M, et al.Extracting foraminiferal seawater Nd isotope signatures from bulk deep sea sediment by chemical leaching[J].Chemical Geology, 2016, 439:189-204. doi: 10.1016/j.chemgeo.2016.06.024

    [4]

    Dera G, Prunier J, Smith P L, et al.Nd isotope constraints on ocean circulation, paleoclimate, and continental drainage during the Jurassic breakup of Pangea[J].Gondwana Research, 2015, 27:1599-1615. doi: 10.1016/j.gr.2014.02.006

    [5]

    陈道公, 支霞臣, 杨海涛.地球化学[M].合肥:中国科技大学出版社, 2009:272.

    Chen D G, Zhi X C, Yang H T, et al.Geochemistry[M].Hefei:China University of Science and Technology Press, 2009:272.

    [6]

    GB/T 15000. 3—2008/ISO Guide 35: 2006. 标准样品工作导则 (3)—标准样品定值的一般原则和统计方法[S].

    GB/T 15000.3—2008/ISO Guide 35:2006.Directives for the Work of Reference Materials (3)-Reference Materials—General and Statistical Principles for Certification.

    [7]

    GB/T 15000. 5—94. 标准样品工作导则 (5)-化学成分标准样品技术通则[S].

    GB/T 15000.5—94.Directives for the Work of Reference Materials (5) —Technologic Rules for Reference Materials of Chemical Composition[S].

    [8]

    GB/T 15000. 9—2004. 标准样品工作导则 (9)-分析化学中的校准和有证标准样品的使用[S].

    GB/T 15000.9—2004.Directives for the Work of Reference Materials (9)—Calibration in Analytical Chemistry and Use of Certified Reference Materials[S].

    [9]

    濮巍, 赵葵东, 凌洪飞, 等.新一代高精度高灵敏度的表面热电离质谱仪 (Triton TI) 的Nd同位素测定[J].地球学报, 2004, 25(2):271-274. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXB200402032.htm

    Pu W, Zhao K D, Ling H F, et al.High precision Nd isotope measurement by Triton TI Mass spectrometry[J].Acta Geoscientica Sinica, 2004, 25(2):271-274. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXB200402032.htm

    [10]

    Li C F, Li X H, Li Q L, et al.Directly determining 143Nd/144Nd isotope ratios using thermal ionization mass spectrometry for geological samples without separation of Sm-Nd[J].Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2011, 26:2012-2022. doi: 10.1039/c0ja00081g

    [11]

    Chu Z Y, Chen F K, Yang Y H, et al.Precise determination of Sm, Nd concentrations and Nd isotopic compositions at the nanogram level in geological samples by thermal ionization mass spectrometry[J].Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2009, 24:1534-1544. doi: 10.1039/b904047a

    [12]

    Luais B, Telouk P, Albar de F.Precise and accurate neodymium isotopic measurements by plasma-source mass spectrometry[J].Geochimica et Cosmochimica Acta, 1997, 61(22):4847-4854. doi: 10.1016/S0016-7037(97)00293-7

    [13]

    梁细荣, 韦刚健, 李献华, 等.多收集器等离子体质谱快速精确测定钕同位素比值[J].岩矿测试, 2002, 21(4):247-251. http://www.ykcs.ac.cn/ykcs/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020468&flag=1

    Liang X R, Wei G J, Li X H, et al.Rapid and precise measurement for 143Nd/144Nd isotopic ratios using a multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometer[J].Rock and Mineral Analysis, 2002, 21(4):247-251. http://www.ykcs.ac.cn/ykcs/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020468&flag=1

    [14]

    Wombacher F, Rehkämper M.Investigation of the mass discrimination of multiple collector ICP-MS using neodymium isotopes and the generalised power law[J].Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2003, 18:1371-1375. doi: 10.1039/B308403E

    [15]

    何学贤, 唐索寒, 朱祥坤, 等.多接收器等离子体质谱 (MC-ICP-MS) 高精度测定Nd同位素方法[J].地球学报, 2007, 28(4):405-410. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ803.015.htm

    He X X, Tang S H, Zhu X K, et al.Precise measurement of Nd isotopic ratios by means of multi-collector magnetic sector inductively coupled plasma-mass spectrometry[J].Acta Geoscientica Sinica, 2007, 28(4):405-410. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ803.015.htm

    [16]

    Yang Y H, Zhang H F, Chu Z Y, et al.Combined chemical separation of Lu, Hf, Rb, Sr, Sm and Nd from a single rock digest and precise and accurate isotope determinations of Lu-Hf, Rb-Sr and Sm-Nd isotope systems using multi-collector ICP-MS and TIMS[J].International Journal of Mass Spectrometry, 2010, 290:120-126. doi: 10.1016/j.ijms.2009.12.011

    [17]

    O'Nions R K, Hamilton P J, Evensen N M.Variations in 143Nd/144Nd and 87Sr/86Sr ratios in oceanic basalts[J].Earth and Planetary Science Letters, 1977, 34:13-22. doi: 10.1016/0012-821X(77)90100-5

    [18]

    全国标准物质管理委员会.标准物质定值原则和统计学原理[M].北京:中国质检出版社, 2011.

    National Administrative Committee for Certified Reference Material.Reference Material General and Statistical Principles for Certification[M].Beijing:China Zhijian Publishing House, 2011.

    [19]

    Jahn B M, Bernard-Griffiths J, Charlot R, et al.Nd and Sr isotopic compositions and REE abundances of Cretaceous MORB (Holes 417D and 418A, Legs 51, 52 and 53)[J].Earth and Planetary Science Letters, 1980, 48:171-184. doi: 10.1016/0012-821X(80)90180-6

    [20]

    Thirlwall M F.Long-term reproducibility of multicollector Sr and Nd isotope ratio analysis[J].Chemical Geology, 1991, 94:85-104. doi: 10.1016/S0009-2541(10)80021-X

    [21]

    Tanaka T, Togashi S, Kamioka H, et al.JNdi-1:A neodymium isotopic reference in consistency with La Jolla neodymium[J].Chemical Geology, 2000, 168:279-281. doi: 10.1016/S0009-2541(00)00198-4

    [22]

    Raczek I, Jochum K P, Hofmann A W.Neodymium and strontium isotope data for USGS reference materials BCR-1, BCR-2, BHVO-1, BHVO-2, AGV-1, AGV-2, GSP-1, GSP-2 and eight MPI-DING reference glasses[J].The Journal of Geostandards and Geoanalysis, 2003, 27(2):173-179. doi: 10.1111/ggr.2003.27.issue-2

  • 加载中

(3)

(4)

计量
  • 文章访问数:  2615
  • PDF下载数:  90
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2017-01-20
修回日期:  2017-03-22
录用日期:  2017-03-26

目录