|
Масс-спектрометрия с ионизацией в
индуктивно-связанной плазме и системой лазерного пробоотбора: применение
к геологическим задачам.
Капитонов И.Н.
*,**,
Гольцин Н.А.*, Лохов
К.И. **, Сергеев С.А.*
*
ВСЕГЕИ,
Санкт-Петербург, Россия.
**
СПбГУ, геологический ф-т, Санкт-Петербург, Россия;
Igor_Kapitonov@vsegei.ru
Исследования с использованием системы лазерного пробоотбора (лазерной
абляции, LA) в сочетании с масс-спектрометром
с индуктивно-связанной плазмой (LA-ICPMS) являются относительно новым,
но уже очень информативным методом как в геологических исследованиях,
так и во многих других областях науки. Отсутствие сложной химической
пробоподготовки и возможность видеть исследуемый объект в процессе
анализа, возможность изучения зональных
объектов делают метод особенно привлекательным.
В настоящее время, наилучшими характеристиками в плане локальности
обладают вторично-ионные масс-спектрометры (SIMS). Они позволяют
получить пространственную разрешающую способность в несколько микрон
вдоль поверхности образца (определяется диаметром пучка первичных ионов)
и нанометровый уровень разрешения при послойном анализе вглубь образца.
Системы лазерной абляции не обладают такой хорошей локальностью, но,
тем не менее, получают все более широкое распространение. Это связано с
целым рядом факторов, среди которых можно привести следующие:
Меньшая стоимость
Меньшие габариты
Более высокая производительность
Наконец, существенно более высокая точность при изотопных исследованиях
(при использовании многоколлекторной схемы) позволяет решать методом
LA-ICPMS некоторые изотопные задачи на уровне недоступном для
современных SIMS аналитических комплексов.
В центре изотопных исследований Всероссийского научно-исследовательского
геологического института им. А.П. Карпинского (ВСЕГЕИ)
комплекс LA-ICPMS оснащен системой лазерной абляции DUV-193 с ArF
эксимерным лазером, масс-спектрометром Element-2 (ICPMS) и
многоколлекторным масс-спектрометром Neptune (MC-ICPMS).
В докладе будет представлен опыт более чем 7-летний эксплуатации данного
аналитического комплекса и его применения для решения геохронологических
задач таких как U-Pb датирование высокоурановых цирконов, детритовых
цирконов, бадделеита, высокоурановых включений в минералах,
высокоточное определение изотопных отношений свинца в свинец содержащих
сульфидах [см.
например. J. Алексеев Н.Л,
и соавторы, 2010; Chumakov N,
и соавторы, 2011; N.V. Rodionov,
и соавторы, 2012].
Наряду с геохронологическими задачами метод лазерной абляции широко
применяется центре изотопных исследований для решения задач генезиса
пород и минералов. Будут приведены примеры и описана методика
определения изотопного состава Hf в цирконах
[см.
например. Лохов К.И.
. и соавторы,
2009] и бадделеите,
редкоземельных элементов в этих же минералах[см.
например. N.V. Rodionov и
соавторы, 2012], а так же
в таких минералах как апатит, шеелит, гранат.
Также метод лазерной абляции хорошо зарекомендовал себя при измерении
изотопного состава осмия в осмиевых минералах и осмий содержащих
сульфидах, быстом мониторинге изотопного состава углерода в шунгитах,
измерениях примесных элементов в различных минералах[см.
например. J. Gotze,
и соавторы, 2009].
Литература:
Алексеев Н.Л., Глебовицкий В.А., Зингер Т.Ф.,
Капитонов И.Н. Изотопный U-Pb возраст магматизма и метаморфизма пород
массива Фишер (Восточная Антарктида) и его значение для геодинамических
реконструкций // Доклады АН. 2010. Т. 435. № 1. c. 69-75.
Лохов К.И., Салтыкова Т.Е., Капитонов И.Н., Богомолов Е.С., Сергеев
С.А., Шевченко С.С. Корректная интерпретация U-Pb возраста по цирконам
на основе изотопной геохимии гафния и неодима (на примере некоторых
магматических комплексов фундамента Восточно-Европейской платформы). //
Региональная геология и металлогения, 38, 2009, с.62-72.
Н. М. Чумаков, И. Н. Капитонов, М. А. Семихатов, М. В. Леонов, С. В.
Рудько Вендский возраст верхней части патомского комплекса средней
сибири: U-Pb LA-ICPMS датировки обломочных цирконов Никольской И
Жербинской свит Стратиграфия. Геологическая корреляция том 19, № 2,
Март-Апрель 2011, С. 115-119
Igor Kapitonov, Edward Prilepsky, Kirill Lokhov, Sergey Sergeev.
Experience of the high-speed monitoring of 13C/12C isotope ratio in
schungite by LA-ICPMS technique. 33rd IGC, Oslo, 2008,
J. Gotze, R. Mockel, U. Kempe, I. Kapitonov, and T. Vennemann.
Characteristics and origin of agates in sedimentary rocks from the
Dryhead area, Montana, USA, Mineralogical Magazine, 2009; 73(4): 673 -
690.
N.V. Rodionov, B.V. Belyatsky, A.V. Antonov, I.N. Kapitonov, S.A.
Sergeev. Comparative in-situ U–Th–Pb geochronology and trace element
composition of baddeleyite and low-U zircon from carbonatites of the
Palaeozoic Kovdor alkaline–ultramafic complex, Kola Peninsula, Russia,
Gondwana Research,V. 21, Issue 4, 2012, p. 728–744. |