SIMS分析技术及其在黄铁矿原位微区分析微量元素测定的应用-虞鹏鹏

、341JOUＲNALOFTHEGＲADUATESVOL.34№12013SUNYAT-SENUNIVEＲSITYNATUＲALSCIENCES、MEDICINE2013SIMS*虞鹏鹏1，2，3(1．广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室，广州5102752．中山大学地球科学系，广州5102753．中山大学地球环境与地球资源研究中心，广州510275)【】离子探针(Secondary-ionmassspectrometry，SIMS)是一种固体原位微区分析技术，具有高分辨率、高精度、高灵敏等特征，广泛应用于地球化学、天体化学、半导体工业、生物等研究中。本文主要阐明了SIMS技术的原理、类型及其特点，综述了在地球科学方面的某些研究，对比了不同微区分析技术的特点，最后，介绍了SIMS技术在黄铁矿微量元素原位微区分析的应用。【】离子探针原理;地球化学;天体化学;原位微区分析;黄铁矿Secondary-ionmassspectrometrySIMS、、。ppm-ppb。、、、。SIMS。1SIMS1.1。O－/O+2Cs+。。0.01－10%。*2013－03－25虞鹏鹏，中山大学地球科学系2012级硕士研究生，地球化学专业;E-mail:[e-mail]。、、、1。11CamecaIMS－1280O－、O－2、O+、O+2Cs+。PBMF。Pb、U、Th、Ti、Li。C、N、O、SCs+。Cs+。CamecaIMS－1280。10KeV10KeV“”100。。。、、、、、。。。CamecaIMS－1280。1E6cps、6.3E9cps6.3E8cps。L2、L1、C、H1、H217%L2H2。。73、○。。。。1.2SIMS。。。。2。。20。。。NanoSIMS10mm13mm1/2inch25mm1inch。4mm。SIMS、。。SIMS。Fitzsimons3SIMS18O160。1.32。SIMS4。Valley5。6。78。10‰－100‰910。83SIMS。、2。。3。。。。。Heide。Metson11。1.412CameraF、Camera12701280、CameraNanoSMSSHＲIMP。F。3F4F5F6F7F。。F5μm。4Felectrongun。F1‰。F10－9。13IMS－6F5000。14IMS－3FLINESCAN、。Cameca12701280585mm。15000entranceslitexitslit3000。0.01%。Cameca12701280。CamecaNanoSIMS50nm。15Cameca1280Hf-OSr-Nd。16Cameca1280UU-Pb。SHＲIMP、U-Pb。。、Clement1710。3093、○M/△M=10000。SHＲIMPSHＲIMP。SHＲIMP18。19SHＲIMP、U-Pb。2SIMS、11。1SIMSXXXWDSEDX/WDS20evEDS150evEDS155－180evM/△M＞800M/△M＞7000WDS100EDS10001－10＜1WDSEDS20043SIMS、、Guan20GＲV99027。Kobayashi21Camera1270。Huari22Cameca6F04SIMSδ13C=－8.8‰～+1.7‰δ15N=－17.1‰～+5.3‰。G.D．LayneK．W．Sims23SIMS1270232Th/230ThSIMS、。NanoSIMS50nm。Messenger24CameraNanoSIMS50。NguyenandZinner25。Floss26。SHＲIMP、U-Pb。2728、29、30。28—SHＲIMPU-Pb。31。4SLA-ICP-MS32－34。Martin35EMPASIMS。190270380550800。CamecaIMS－3fAdvancedMineralTechnology。100－300ppm。10kV10nA、15μmCs+2.55μm197Au－75As－63Cu－109Ag－123Sb－128130Te－7880Se－34S－56Fe－4.5kV。Au100ppbAs0.1ppmCu600ppbAg3.8ppmSb7.1ppmTe300ppbSe30ppbCo300ppb。36。CuAsAuNi。5SIMS、、。。SIMSSIMS。。14、○［1］周强，李金英，梁汉东，等．二次离子质谱仪(SIMS)分析技术及应用进展［J］．质谱学报，2004，25(2):115．［2］杨晓志，夏群科，程昊，等．离子探针技术在地球化学研究中的应用综述［J］．安徽地质，2004，14(1):52－57．［3］FitzsimonsCW，HarteB，ClarkＲM．SIMSstableisotopemeasurement:countingstatisticsandanalyticalprecision［J］．MineralMag，2000，64:59－83．［4］PrattAＲ，HuctwithCM，HeideVP，etal．QuantitativeSIMSanalysisofTraceAuinpyriteusingtheinfinitevelocity(Ⅳ)method［J］．JournalofGeochemicalExploration，1998，60:241－247．［5］ValleyJW，GranhamCM，HarteB，etal．Ionmicroprobeanalysisofoxygen，carbonandhydrogeniotoperatios［J］．SEGＲeviewsinEconomicGeology，1998，7:73－98．［6］ZinnerE．Isotopicmeasurementswiththeionmicroprobe［J］．USGeolSurlBull，1989:1445－1462．［7］ZinnerE，FaheyAJ，MckeeganKD．Characterizationofelectronmultipliersbychargedistributions［A］．In:SecondaryIonMassSpec:SIMS［M］．Vspringer-Verlag，Berlin，1986，170－172．［8］SlodzianG，LorinJC，HavetteA．Isotopiceffectontheionizationprobabilitiesinsecondaryionemission［J］．JPhysiqueLett，1980，40:555－558．［9］HervigＲL，WilliamLB，Kirkland，etal．Oxygenisotopemicroanalysesofdiageneticquarz:possiblelowtemperatureocclusionofpores［J］．GeochimCosmochimActa，1995，59:2537－2543．［10］GrahamCM，ValleyJW，WinterBL．Ionmicroprobeanalysisof18O/16OinauthigenicanddetritalquartzintheSt．PeterSandstone，MichiganbasinanWisconsinArch，USA:contrastingdiagenetichistory［J］．GeochimCosmochimActa，1996，60:5101－5116．［11］MestonJB．SecondaryionmassspectrometryIn:perryDL(ed)，InstrumentalSurpaceAnalysisofGeologicMaterial［M］．VCHPublishersInc．，NewYork．1990:312－352．［12］徐伟彪．离子探针测试方法及其在矿物微区微量元素和同位素分析中的应用［J］．高校地质学报，2005，11(2):239－252．［13］尹会听，王洁．二次离子质谱分析技术及应用研究［J］．光谱实验室，2008，25(2):180－184．［14］曹永明，卢世峰，朱烨，等．IMS－3fSIMS线扫描功能的应用［J］．质谱学报，1986，10(1):24－27．［15］李献华，李武显，王选策，等．幔源岩浆在南岭燕山早期花岗岩形成中的作用:锆石原位Hf-O同位素制约［J］．中国科学(D)，2009，39:872－887．［16］高钰涯，李献华，李秋立，等．二次离子质谱第四纪锆石年代学:台湾金瓜石英安岩定年［J］．地学前缘，2010，(2):146－155．［17］ClementSW，etal．Designofalarge，highresolutionionmicroprobe［C］．Proc．FirstInt．Conf．onSIMS．，Muenster．，1997．［18］陈亚东．离子探针技术的特点和应用［J］．桂林冶金地质学院报，1988，8(2):197－200．［19］简平，刘敦一，孙晓猛．滇川西部金沙江石炭纪蛇绿岩SHＲIMP测年:古特提斯洋壳演化的同位素年代学制约［J］．地质学报，2003，(2):217－228．［20］GuanY，HsuW，LeshinLA，etal．HydrogenisotopesofphosphatesinthenewMartianmeteoriteGＲV99027［C］．LunarPlanet．Sci．Conf．，2003，XXXIV:1830．［21］KobayashiK，TanakaＲ，MorigutiT，etal．2004．Lithium，boronandleadisotopesystematicsofglassinclusionsinolivinesfromHawaiianlavas:evidenceforrecycledcomponentsintheHawaiianplume．ChemicalGeology，212:143－161．24SIMS［22］HuariEH，WangJ，PearsonDG，etal．Microanalysisofδ13C，δ15NandNabundancesindiamondsbysecondaryionmassspectrometry［J］．ChemicalGeology，2002，185:149－163．［23］LayneGD，SimsKW．SIMSforthemeasurmentof232Th/230ThinVolcanicＲocks［J］．InterJofMassSpec，2000，203:187－198．［24］MessengerS，KellerLP，StadermannFJ，etal．Samplesofstarsbeyondthesolarsystem:Silicategrainsininterplanetarydust［J］．Science，2003，300:105－108．［25］NguyenAN，ZinnerE．Discoveryofancientsilicatestardustinameteorite［J］．Science，2004，303:1496－1499．［26］FlossC，StadermannFJ，BradleyJ，etal．Carbonandnitrogenisotopicanomaliesinananhydrousinterplanetarydustparticle［J］．Science，2004，303:1355－1358．［27］胡健民，刘新社，李振红，等．鄂尔多斯盆地基底变质岩与花岗岩锆石SHＲIMPU-Pb定年［J］．科学通报，2012，57(26):2482－2491．［28］胡健民，孟庆任，石玉若，等．松潘－甘孜地体内花岗岩锆石SHＲIMPU-Pb定年及其构造意义［J］．岩石学报，2005，(3):867－880．［29］FroudeDO，I