標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在微區(qū)地球化學(xué)分析過(guò)程中扮演著極為重要角色,如定量校準(zhǔn)、質(zhì)量監(jiān)控、儀器調(diào)試等,因此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制是重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容,也是卡脖子技術(shù)的重要一環(huán)節(jié)。目前常用的微區(qū)分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要有美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局NIST系列,美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局USGS系列,中科院地質(zhì)與地球物理研究所ARM系列,德國(guó)馬普協(xié)會(huì)的MPI-DING系列以及中國(guó)地調(diào)局國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心的CGSG系列。微區(qū)元素/同位素分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要分為人工合成玻璃和地質(zhì)樣品玻璃。人工合成玻璃是采用高純化學(xué)試劑,按配方比例高溫熔融制備而成,如NIST系列、USGS GS系列和ARM系列,其微量元素可呈梯度變化,是用于定量分析校準(zhǔn)最佳選擇。地質(zhì)樣品玻璃與測(cè)試樣品基體匹配良好,但由于其天然成分的原因,某些元素含量很低,不適合用作定量校準(zhǔn),因此地質(zhì)樣品玻璃多用于質(zhì)量監(jiān)控。 
圖1 OJY-1, OH-1和OA-1天然玻璃標(biāo)樣照片 地質(zhì)樣品玻璃主要有MPI-DING系列, USGS系列和CGSG系列,然而這些玻璃標(biāo)樣均是采用巖石粉末,通過(guò)高溫熔融、快速淬火制備而成。在制備過(guò)程中會(huì)造成揮發(fā)元素?fù)p失(如Cs, Ge, Sn, Zn, Tl, Pb等),并會(huì)引入若干污染元素(如Cr, Ni, Cu等),不僅會(huì)導(dǎo)致原始成分改變,還可能會(huì)導(dǎo)致這些元素的不均一性。此外MPI-DING系列玻璃標(biāo)樣已將近消耗完,而USGS GS系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)已不在USGS網(wǎng)站上出售。 
圖2 三個(gè)天然玻璃標(biāo)樣的Pb同位素比值均一性檢驗(yàn)結(jié)果 針對(duì)于這一問(wèn)題,中科院地質(zhì)與地球物理所MC-ICP-MS實(shí)驗(yàn)室吳石頭高級(jí)工程師(第12批會(huì)員)聯(lián)合德國(guó)拜羅伊特大學(xué)、德國(guó)馬普化學(xué)研究所、長(zhǎng)安大學(xué)、西北大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)和國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心研制了三個(gè)天然玻璃(OJY-1, OH-1, OA-1)元素含量和Pb同位素比值微區(qū)分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(如圖1所示)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部多次重復(fù)測(cè)試結(jié)果顯示,OJY-1, OH-1, OA-1具有良好的均一性(除OJY-1中的Ni, OH-1中的Cu, Zr和Ce)(如圖2所示,激光微區(qū)Pb同位素比值均一性檢驗(yàn)結(jié)果)。聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室(中科院地質(zhì)所、德國(guó)拜羅伊特大學(xué)、美國(guó)國(guó)家歷史博物館、西北大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)、國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心、合肥工業(yè)大學(xué)、德國(guó)馬普化學(xué)所以及若干第三方檢測(cè)公司),對(duì)58個(gè)主微量元素含量和Pb同位素比值進(jìn)行了系統(tǒng)的定值工作(如圖3所示)。 
圖3 多家實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合定值結(jié)果 三個(gè)玻璃標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均為天然樣品(如圖1所示),其中OJY-1為安山巖主量成分,OH-1和OA-1為流紋巖主量成分。三個(gè)標(biāo)樣均未經(jīng)過(guò)高溫熔融熱處理,理論上更接近于天然樣品的基體。每個(gè)標(biāo)樣的存量大于50克,可滿足超過(guò)100家實(shí)驗(yàn)室(如LA-ICP-MS和SIMS長(zhǎng)期使用多年。該套標(biāo)樣可有效彌補(bǔ)現(xiàn)有標(biāo)樣的不足,可一定程度上替代現(xiàn)有玻璃標(biāo)樣,如MPI-DING系列和USGS系列。同時(shí)我們論證了當(dāng)采用GSE-1G或者ARM-1做主標(biāo)和基體歸一化法,可準(zhǔn)確測(cè)定主量元素,準(zhǔn)確度在3%(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)以?xún)?nèi)。 
圖4采用GSE-1G或者ARM-1做主標(biāo)時(shí)和基體歸一化法校準(zhǔn)策略,主量元素的測(cè)定結(jié)果 研成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Geostandards and Geoanalytical Research上。研究受中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)(2022066)、國(guó)家自然科學(xué)基金(41903024)和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2018YFA0702602)共同資助。 論文信息:Wu S, Audétat A, Jochum K P, et al. Three Natural Andesitic to Rhyolitic Glasses (OJY‐1, OH‐1, OA‐1) as Reference Materials for In Situ Microanalysis[J]. Geostandards and Geoanalytical Research, 2022. https://doi.org/10.1111/ggr.12449
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