稀土元素是非常重要的地球化學(xué)示蹤體系，其配分模式、輕重稀土分異、異常、放射性同位素等指標(biāo)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于行星科學(xué)、地球科學(xué)、海洋科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和礦床學(xué)等諸多科研領(lǐng)域。稀土元素本身還具有非常豐富的穩(wěn)定同位素，其特有的指紋特征能極大擴(kuò)展地球化學(xué)示蹤能力。然而，迄今為止，稀土元素穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究卻鮮有報(bào)道。究其原因，由于相鄰稀土元素之間的同質(zhì)異位素干擾非常普遍，而其物理化學(xué)性質(zhì)又非常相似，因此分離提純單一稀土元素極其困難，極大妨礙了稀土元素穩(wěn)定同位素地球化學(xué)學(xué)科方向的發(fā)展。
針對(duì)這一技術(shù)性難題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所穩(wěn)定同位素地球化學(xué)學(xué)科組白江昊博士生在韋剛健研究員、馬金龍正高級(jí)工程師、林莽研究員和張樂(lè)高級(jí)工程師等老師的指導(dǎo)下，同時(shí)與廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所鐘松雄博士、中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所劉承帥研究員及其課題組成員、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局鄧義楠博士等團(tuán)隊(duì)合作，研發(fā)了基于AG 50W-X12+TODGA樹脂的聯(lián)合化學(xué)分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了La、Ce、Pr、Nd和Sm單一稀土元素的化學(xué)提純，達(dá)到了單個(gè)稀土元素的回收率高于99 %，且干擾元素的殘留率極低的效果，滿足了相應(yīng)稀土元素高精度穩(wěn)定同位素組成測(cè)試的要求。在質(zhì)譜測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)用樣品標(biāo)準(zhǔn)間插和內(nèi)標(biāo)結(jié)合法（C-SSBIN）校正MC-ICP-MS儀器的質(zhì)量歧視效應(yīng)，顯著地提高了稀土元素穩(wěn)定同位素的測(cè)試精度，獲得了δ142/140Ce、δ146/144Nd、δ152/149Sm長(zhǎng)期外部精度分別優(yōu)于0.04‰、0.03‰和0.04‰的結(jié)果。利用搭建的分析測(cè)試平臺(tái)，測(cè)定了火成巖、土壤、沉積物以及白云巖等多種地質(zhì)參考物質(zhì)的稀土元素穩(wěn)定同位素組成，發(fā)現(xiàn)稀土元素穩(wěn)定同位素的分餾幅度可達(dá)到其測(cè)試精度的數(shù)倍。這一發(fā)現(xiàn)暗示著稀土元素的穩(wěn)定同位素分餾是非常有效的示蹤劑，有望與傳統(tǒng)稀土元素指標(biāo)一道，為理解早期太陽(yáng)系形成、地球宜居性、海洋及全球稀土循環(huán)、稀土成礦機(jī)制等地球系統(tǒng)科學(xué)研究提供新的認(rèn)識(shí)。
相關(guān)分析技術(shù)成果發(fā)表在分析化學(xué)權(quán)威期刊《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》（3篇，其中1篇入選封面文章）和《Geostandards and Geoanalytical Research》，該研究受到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目（2019B030302013）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41991325；41803026）、廣東省科學(xué)院科技發(fā)展項(xiàng)目（2019GDASYL-0301002）、國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體項(xiàng)目（42021002）、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）人才團(tuán)隊(duì)重大專項(xiàng)（GML2019ZD0308）、廣東省自然科學(xué)基金（2021A1515110574）、自然資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（KLMMR-2022-G08）等聯(lián)合資助。
論文信息：
論文1：Bai J.H.,(白江昊) Lin M.(林莽), Zhong S.X, (鐘松雄) Deng Y. N(鄧義楠), Zhang L.(張樂(lè)), Luo K.(雒愷), Wu H.(吳昊), Ma J,(馬金龍) Wei G.J(韋剛健) 2023. High Intermediate Precision Sm Isotope Measurements in Geological Samples by MC-ICP-MS. Journal of Analytical Atomic Spectrometr. 38, 629-637. (封面文章).
論文2：Bai J.H.,(白江昊) Ma J.-L.,(馬金龍) Wei G.-J.(韋剛健), Zhang L.,(張樂(lè)) Zhong S.-X.(鐘松雄) 2022a. Ce and Nd stable isotope purification and determination of geological samples by MC-ICP-MS. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 37: 1618-1628.
論文3：Bai J.H.,(白江昊) Liu F.,(劉芳) Zhang Z.F.,(張兆峰) Ma J.L.,(馬金龍) Zhang L.,(張樂(lè)) Liu Y.F.(劉峪菲) Zhong S.X.,(鐘松雄) Wei G.J.(韋剛健) 2021. Simultaneous measurement stable and radiogenic Nd isotopic compositions by MC-ICP-MC with a single-step chromatographic extraction technique. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 36: 2695-2703.
論文4：Bai J.H.,(白江昊) Ma J.L,(馬金龍) Wei G.J,(韋剛健) Zhang L.,(張樂(lè)) Liu C.S,(劉承帥) Gao T.,(高庭) Liu Y.H,(劉宇暉) Liu Y. F.(劉峪菲) 2022b. Stable Neodymium Isotope Ratios of Geological Reference Materials. Geostandards and Geoanalytical Research. 46: 825-836.
圖 1稀土元素分離的淋洗曲線
圖 2 Nd-Ce-Sm穩(wěn)定同位素的外部重現(xiàn)性 圖3 封面論文
圖 4 地質(zhì)參考物質(zhì)的穩(wěn)定Sm同位素組成
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