193nmLA-ICPMS对国际地质标准参考物质中42种主量和微量元素的分析

本文采用配备有 193nm Ar F准分子 (excimer)激光器的 Geo L as2 0 0 M剥蚀系统和 Elan6 10 0 DRC ICP- MS对 4个美国地质调查所 (USGS)玻璃标准参考物质以及 3个美国国家标准技术研究院 (NIST)人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质中几乎覆盖整个质量数范围 (从 7L i到 2 38U)的 38个微量和 4个主量 (Na、Mg、Ti和 Mn)元素进行了分析。分析结果表明 ,无论是对 USGS还是 NIST玻璃 ,元素分析的相对标准偏差 RSDs和分析值与参考值之间的相对偏差 (RDs)一般优于 10 % ,RSD和RD较大的元素主要出现在含量很低或不均匀样品中。稀土元素的 RSD显示 ,除 AGV- 2 G可能存在不均匀现象外 ,其它所测样品在 6 0 μm尺度上 ,元素分布是均匀的。本研究证明 ,由于 ICP- MS具有 10 8cps(每秒计数 )的动态线性范围 ,本实验室的L A- ICPMS系统可定量分析含量在百分之几的主量元素及微量元素。分析精密度和准确度可与常规溶液雾化进样 ICP- MS方法相媲美     

石英岩化学成分分析标准物质研制

目前巴西、英国、日本、南非等国研制有一些石英岩类标准物质,SiO₂含量均在96%以上,含量范围较窄,定值元素较少。我国尚无石英岩类的标准物质,无法满足石英岩勘查和实际应用的需要。本文研制了3个石英岩化学成分分析标准物质,样品采自我国具有代表性的安徽省凤阳县大庙镇老青山、青海省大通县景阳镇和湖北省蕲春县灵虬山三个石英矿区,利用流化床式气流粉碎机将样品细碎至-45 μm,解决了纯度较高的石英岩粉碎加工易受污染的难题。因石英岩样品难以压制成型,均匀性检验未采用压片制样X射线荧光光谱法,而是采用以电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法为主的检验方法。结果表明,方差检验的F值均小于临界值,证明其均匀性符合要求。为期两年的长期稳定性8次检验中未发现统计学意义上的明显变化,在颠震和极端温度条件下所检验的短期稳定性良好。经我国十家实验室使用多种分析方法联合定值,同时探索采用类似元素比较法获取未进行均匀性和稳定性检验的成分的相应不确定度分量,给出了36个成分的认定值(或参考值)和相应的不确定度。3个标准物质现已被批准为国家一级标准物质(编号GBW 07835、GBW 07836、GBW 07837),其主要成分SiO₂的含量相应为92.93%、95.97%、99.18%,呈梯度分布。此系列标准物质具有样品粒度均匀、粒度分布范围窄(D₂₅～D₇₅在4～16 μm之间),定值元素种类多,SiO₂含量分布广泛的特点,可以满足石英岩样品化学成分分析过程中监控的需要。     

透辉石标准物质的均匀性检验及其相关问题的讨论

叙述了透辉石标准物质均匀性检验的方法和结果,确定了最小取样量。对标准物质均匀性检验中的有关问题进行了讨论。     

9种植物基体元素分析标准物质研制及量值特征

随着人们对食品安全关注度的提升,尤其是对植物源食品和保健品的元素组成与功效的关注,对评价可食性植物中元素分析标准物质需求日益增加。本文研制了红豆粉无机成分分析标准物质(GBW10228)、洋葱成分分析标准物质(GBW10232)、油菜成分分析标准物质(GBW10233)、金针菇粉中元素成分分析标准物质(GBW10247)、银耳粉中元素成分分析标准物质(GBW10248)、藕粉中元素成分分析标准物质(GBW10249)、山楂粉中元素成分分析标准物质(GBW10250)、三七粉中元素成分分析标准物质(GBW10251)、茉莉花成分分析标准物质(GBW10234)共9种植物基体分析标准物质。针对物料特点确定了候选物的采集地点、制备方法、封装工艺和保存条件,经检验均匀性、稳定性良好,通过方法研究制定了标准物质定值作业指导书,由11家实验室联合对Ag、Al、As、B、Ba、Be、Bi、Br、Ca、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、F、Fe、Gd、Ge、Hg、Ho、I、K、La、Li、Lu、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Sc、Se...     

地质标准物质均匀性检验方法评介与探讨

评介了目前中国地质标准物质研制中样品均匀性检验与评价所用方法,包括:检测方法,统计判别模式,结果的定性、定量表达和最小取样量确定等。对照国家相关技术规范、国际标准化组织导则和国际地质分析者协会的地质标准物质定值协议,探讨了我国地质标准物质均匀性检验与评价中的难点及现存问题。     

乌龙茶和绿茶成分分析标准物质复研制

20世纪80年代至今,中国已研制了9种茶叶成分标准物质。中国地质调查局于2004年下达中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制的一套适用于覆盖区农业生态地球化学评价的生物地球化学系列标准物质,其中包括两种茶叶标准物质,定值组分60余项,包括植物营养元素、有毒、有害元素和重金属污染元素以及人们关心的一些微量营养元素等,满足了相关食品卫生安全及生物样品成分检验分析的需要,取得了显著的社会效益。随着农业生态地质调查工作全面部署和展开,对生物样品的分析测试任务加大,对相应地球化学标准物质的需求也随之增加。本文复制了GBW10016a和GBW10052a两种茶叶标准物质,候选物分别为福建武夷山乌龙茶和江西上饶市婺源绿茶。研制过程严格按照JJG 1006—1994、JJF 1343—2012和JJF1646—2017等相关规范要求,侯选物经粗碎、干燥、细碎、过筛、混匀等步骤制备而成,经统计学检验,样品均匀,稳定性良好,定值采用多家实验室合作定值的方式进行,优选国内技术实力较强、仪器设备先进、且有相关标准物质定值测试经验的11家实验室,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法（ICP-MS/OES）、原子荧光光谱法（AFS）等准确可靠的方法共分析61项指标。GBW10016a最终给出认定值54项,参考值3项;GBW10052a定值57项,参考值3项。本次研制的茶叶标准物质定值成分多样、量值准确可靠,符合国家一级标准物质的要求。与原批次标准物质相比,GBW10016a定值指标增加了Ag和Sn,Ge和Tl由原批次的参考值升级为标准值;GBW10052a增加了Al、Ag、Cl、I、N、S、Sb、Sc、Si及Sn由原批次的参考值升级为标准值。本次复研制的标准物质,在同类型中占据重要地位,研制过程严格按照相关规范执行,测试方法经典可靠,定值结果准确度高,于2019年被审批为国家一级标准物质,能够有效支撑农业生态环境地球化学调查与评价、生物样品的分析及食品与农产品分析测试的需要。     

无内标-多外标校正激光剥蚀等离子体质谱法测定磁铁矿微量元素组成

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)常用于磁铁矿原位微量元素分析,按照校正策略不同,主要分为内标法和无内标法。内标法需要用电子探针(EMPA)预先测定磁铁矿中内标元素Fe的含量,过程较繁琐,且待测元素含量会受到内标元素含量测定的影响。本文采用铁含量较高的玄武质玻璃BCR-2G、BIR-1G、BHVO-2G和GSE-1G作为外标,避免了内标元素含量的测定,建立了无内标-多外标校正LA-ICP-MS测定磁铁矿微量元素组成的分析方法。利用该方法测定了科马提岩玻璃GOR-128g和自然岩浆磁铁矿BC 28的微量元素组成以评估方法的可靠性。结果表明,科马提岩玻璃的测定结果与推荐值及前人内标法的测定值一致,多数元素的相对标准偏差RSD5%;自然岩浆磁铁矿的测定结果与推荐值相比,多数元素的RSD7%,低于前人内标法的RSD(15%)。由此说明无内标-多外标法可以实现富铁硅酸岩或磁铁矿微量元素含量的准确校正,克服了基体效应的影响。因此,无内标-多外标法是一种原位测定磁铁矿微量元素含量的快速、准确方法,具有一定的应用潜力。     

珍珠岩成分分析标准物质研制

摘要：珍珠岩是十分重要的非金属矿,被广泛应用于建筑、水处理、农业等领域。目前,国内外尚未有珍珠岩成分分析标准物质,为满足针对珍珠岩的研究需要,本文研制了河南商城的珍珠岩成分分析标准物质(GBW07137)。对Ag、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cs、Cu、Ga、Hf、Hg、In、Li、Mo、Nb、Ni、Pb、Rb、Sb、Sc、Sn、Sr、Ta、Th、U、V、W、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、MnO、TiO2、P2O5、LOI、TC、稀土元素等15项60种成分进行均匀性和稳定性检验,绝大部分成分的RSD小于3%,方差检验的F值均小于临界值F0.05(29, 60)=1.65,表明该标准物质均匀性良好。在稳定性考察期内,60种成分的含量没有统计学意义的明显差异,表明该标准物质稳定性良好。通过9家协作实验室采用重量法、容量法、电感耦合等离子体质谱/发射光谱法等比较有针对性的定值方法来确保珍珠岩定值成分的准确性。按照《标准物质定值的通用原则及统计学原理》进行数据的统计处理,采用格拉布斯法、狄克逊法进行离群值检验。经统计,珍珠岩标准物质原始数据共2500项,剔除68个离群值数据,剔除率为2.7%。经过对定值测试数据的统计处理,确定了本次研制的珍珠岩成分分析标准物质的标准值和不确定度。最终定值成分63种,涵盖了主量、微量及全部稀土元素,其中三种主量成分MgO、CaO和TFe2O3的含量低于1%,可以与现有的硅酸盐标准物质含量形成梯度。该珍珠岩标准物质在岩石地球化学研究及质量监控中能发挥作用, 也可为珍珠岩的科学利用和研究提供参考和借鉴。     

硫化物矿物中痕量元素的激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析进展

第一行过渡金属元素及痕量贵金属元素高度富集在硫化物矿物中,常形成具有工业意义的矿床,使得硫化物具有重大的经济价值。对天然硫化物矿物中的这些痕量金属元素丰度及其分布的研究,在矿石成因学、经济地质学、环境地球化学等领域具有重要的应用价值。激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区分析技术是一种强大的痕量元素分析工具,非常适合直接分析硫化物矿物中痕量元素的浓度及其空间分布。由于硫化物的激光剥蚀特性与硅酸盐及氧化物不同,分析校准用的标准物质又极度缺乏,严重阻碍了这一技术在硫化物矿物微区分析中的应用。本文评述了硫化物简介、硫化物中痕量金属元素分析的意义、LA-ICP-MS微区分析技术在硫化物矿物痕量元素分析中的优势及近年来的应用进展、硫化物分析中的干扰与校准、包含铂族元素及金的硫化物标准物质的研制进展及合成硫化物标准物质最有应用前景的方法。     

无机多元素现代仪器分析技术

本文重点介绍地质领域目前广泛应用的无机多元素现代仪器分析技术,包括电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、原子吸收光谱(AAS)、原子荧光光谱(AFS)、电子探针分析技术和共享平台的建立、激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区原位分析技术以...     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱元素微区分析标准物质研究进展

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是目前地球科学分析领域的重要技术手段,元素微区分析标准物质研制是该分析技术发展的重要方向。本文对当前LA-ICP-MS元素微区分析标准物质的种类、元素分布以及应用上的优缺点和标准物质的制备方法进行了评述。现有的有证标准物质数量不多、种类不齐全,部分元素浓度较低,定值不确定度较大,应用上受到较大的局限性;研制标准也不成熟,均匀性检验方面尚未有统一的方法。本文参照岩石粉末标准物质均匀性检验方法提出了两步均匀性检验法,同时指出在标准物质种类方面,铂族元素及Au元素浓度适当、Pb-S等不同硫化物基体标准物质,以及化学成分不同的碳酸岩和磷酸岩基体标准物质是当前的迫切需求;在标准物质研制技术方面,纳米岩石粉末压片技术的研发、原位微区分析标准物质(固体)均匀性检验判别标准研究是亟待解决的问题。     

Major and Trace Element Composition and Homogeneity of Microbeam Reference Material: Basalt Glass USGS BCR-2G

Major and trace element abundances in two different fragments of reference material basalt glass BCR-2G are reported. The data were obtained by ion and electron microprobe and represent both random point and profile analyses. Major and trace element abundances are constant within a few per mil and a few percent, respectively. This overall homogeneity is valid for scales of a few tens of micrometres to a few tens of centimetres. It is shown that the difference in the scatter of apparent element abundances is not due to chemical heterogeneity but reflects analytical uncertainty. Within error, the concentrations of both the major and lithophile trace elements in BCR-2G appear to be identical to the bulk dry weight abundances in BCR-1. Possible exceptions are the alkali metals.     

Sulfur Mass Fractions in Thirty-Seven Geological Reference Materials by Titration,XRF and Elemental Analyser

Although sulfur is a relatively abundant element, measurement results with small uncertainties remain challenging to achieve, especially at S mass fractions below 100 μg g^-1. We report > 1700 measurement results of S for thirty-seven geological reference materials including igneous, metamorphic and sedimentary rocks, and one soil. Measurement results were obtained in two laboratories (Macquarie GeoAnalytical and Géosciences Montpellier) over a long period of time ≈ 25 years (1997–2022), using several measurement procedures: X-ray fluorescence, high temperature iodo titration and elemental analysers equipped with thermal conductivity and/or infra-red detectors. Sulfur mass fractions for these diverse geological reference materials range between 5.5 and 11,395 μg g^-1. While the comprehensive data set reported here should contribute significantly to a better characterisation of the S mass fractions of widely used geological reference materials, computed uncertainties, data distribution and comparison to published values still indicate heterogeneous distribution of S carrier(s) and analytical bias.     

New CGSP Carbonate Matrix Reference Materials for LA-ICP-MS Analysis

Four CGSP (Chinese Geological Standard Powders) carbonate matrix element reference materials were prepared by a coprecipitation method. The major and trace elements were dissolved from natural rare earth carbonate raw materials in strong acid and precipitated with ammonium bicarbonate or ammonia to form carbonate matrix phases. The carbonate reference materials were ground and pressed into tablets for microanalysis. The element homogeneity and stability in CGSP reference materials were tested by LA-ICP-MS using a calibration strategy without an internal standard element and evaluated mainly following ISO Guide 35: 2017 and JJF 1343-2012. Although the homogeneity of most of elements in the CGSP series were comparable to the repeatability obtained from homogeneous glasses, some elements (e.g., Mo, Se, Ga, Ge, Cd, Ni, Co, U) were found to have some degree of heterogeneity. All of elements passed the t-test evaluation in a 32-month stability examination except for Mo in CGSP-A, Na, Ge, Mo in CGSP-B, Ni, Cd, Sn in CGSP-C, and Al, P, Tb, Ho in CGSP-D. The certified element mass fraction values and uncertainties were determined with the characterisation of a non-operationally defined measurand using various bulk analysis methods in eight laboratories. GGSPs will provide a new carbonate calibration reference option for microanalysis.     

Calcium Isotopic Fractionation and Compositions of Geochemical Reference Materials

High‐precision calcium isotopic compositions of a set of geological reference materials from the IAG (OU‐6), ANRT (UB‐N), MPI‐DING, USGS and GSJ, relative to NIST SRM 915a, are reported here. Measurements were performed by thermal ionisation mass spectrometry (Triton instrument) using a ⁴²Ca–⁴³Ca double spike. δ^44/40Ca values of selected reference materials, mainly felsic rocks, are reported for the first time. Felsic rock values of δ^44/40Ca ranged from 0.13‰ to 1.17‰, probably implying Ca isotopic fractionation could occur during magma evolution. δ^44/40Ca values of ultramafic rocks, ranging from 0.74‰ to 1.51‰, were positively correlated with MgO and negatively with CaO contents, possibly owing to Ca isotopic fractionation during partial melting. δ^44/40Ca of intermediate‐mafic rocks were around 0.78‰ and displayed limited variation, suggesting Ca isotopic fractionation is insignificant during magma evolution processes. As expected, δ^44/40Ca of sedimentary and metamorphic rocks varied widely due to complex geological processes.     

New ID-TIMS, ICP-MS and SIMS Data on the Trace Element Composition and Homogeneity of NIST Certified Reference Material SRM 610-611

We present new concentration data for twenty four lithophile trace elements in NIST certified reference material glasses SRM 610-SRM 611 in support of their use in microanalytical techniques. The data were obtained by solution ICP-MS and isotope dilution TIMS analysis of two different sample wafers. An overall assessment of these new results, also taking into account ion probe studies that have been published in the literature, shows that these wafers can be considered to be homogeneous. Therefore, individually analysed wafers are believed to be representative of the entire batch of the SRM 610-611 glasses. Possible exceptions are the alkali metals (and a few volatile or non-lithophile trace elements). The analysed concentrations range between 370 μg g⁻¹ (Cs) and 500 μg g⁻¹ (Sr) and agree well with published values. On the basis of our new data and data recently published in the literature we propose "preferred average" values for the elements studied. These values are, within a few percent, identical to those proposed by other workers.     

电感耦合等离子体发射光谱法测定铀矿石尾渣标准物质中9种痕量元素

样品经ＨＦ－ＨＮＯ３－ＨＣｌＯ４分解,在２ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３介质中,采用感耦等离子体光电直读光谱法对铀矿石尾标准物质中的Ａｓ、Ｂａ、Ｂｅ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｂ等和Ｓｎ进行定值分析。同一样品平行测定６次,其各元素的相对标准偏差在２％－１０％。分析结果均落在标准值的置信区间。     

Determination of Selenium Concentrations in NIST SRM 610, 612, 614 and Geological Glass Reference Materials Using the Electron Probe, LA-ICP-MS and SHRIMP II

A combination of EMPA, sensitive high resolution ion microprobe (SHRIMP II) and/or LA-ICP-MS techniques was used to measure the concentration of selenium (Se) in NIST SRM 610, 612, 614 and a range of reference materials. Our new compiled value for the concentration of Se in NIST SRM 610 is 112 ± 2 μg g⁻¹. The concentration of Se in NIST SRM 612, using NIST SRM 610 for calibration, determined using LA-ICP-MS (confirmed using SHRIMP II) was 15.2 ± 0.2 μg g⁻¹. The concentration of Se in NIST SRM 614, using LA-ICP-MS was 0.394 ± 0.012 μg g⁻¹. LA-ICP-MS determination of Se in synthetic geological glasses BCR-2G, BIR-1G, TB-1G and the MPI-DING glasses showed a range in concentrations from 0.062 to 0.168 μg g⁻¹. Selenium in the natural glass, VG2, was 0.204 ± 0.028 μg g⁻¹.     

环境标准样品均匀性检验数据漂移校正方法探讨

均匀性检验是环境标准样品研制的重要技术环节,在均匀性检验过程中,数据漂移对环境标准样品均匀性判定及其不确定度评定的影响不容忽视。本文结合实例,从实验方案和数理统计方法等方面探讨了随机分析法、随机区组法、内插校正法、趋势分析校正法等均匀性检验实验方案及数据漂移校正方法。提出采用t检验法判断数据漂移的显著性,在数据漂移趋势不显著的情况下,采用随机分析法进行标准样品的均匀性检验。在数据漂移显著的情况下,宜采用内插校正法或趋势分析校正法对均匀性数据进行漂移校正。以某土壤中Ni元素均匀性检验为例,经采用内插校正法和趋势分析校正法校正漂移数据后,测量值的相对标准偏差(RSD)由3.0%分别下降为1.4%和1.2%,直线模型斜率的绝对值由0.2003 mg/kg分别下降为0.02870mg/kg和4.709×10~(-5)mg/kg。土壤中Ni、Cu、Co、Tl等4种重金属元素的瓶间均匀性不确定度分量(u_(bb))与随机分析法相比,下降最高达78%。在长时间分析测试过程中数据漂移校正效果欠佳的情况下,宜采用随机区组法进行标准样品的均匀性检验。