1、ICS 27. 120. 30 D 45 中华人民共和国国家标准GB/ T 17672- 1999 岩石中铅、银、铁同位素测定方法Determinations for isotopes of lead 、strontiumand neodymium in rock samples 1999- 02 -10发布1999- 08-01实施国家质量技术监督局发布GB/T 17672- 1999 前铅、魄、铁同位素在地球化学及同位素地质年代学研究、探讨物质来惊、指导找矿等研究中都起到了极其重要的作用。该标准方法的制定将岩石中铅、银、敏同位素研究在地质学领域的应用提高到新的水平，因此对其测定方法标准化就
2、显得较为重要。本标准的附录A为提示的附录。本标准由全国核能标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:核工业北京地质研究院。本标准主要起草人:张桂存、崔建勇、高鼎)1顶。1 范围中华人民共和国国家标准岩石中铅、银、铁同位素测定方法Determinations for isotopes of lead、strontiumand neodymium in rock samples GB/T 17672 -1999 本标准规定了岩石样品中铅、银、钦的分离，测定方法，试剂，仪器，分析步骤，结果计算及精密度。本标准适用于岩石及其他地质物料中铅、银、敏同位素比值的测定，也适用于同位素比值的分别测定。2 方
3、法提要岩石试样经氢氟酸、高氯酸分解，铅在氢澳酸体系中用阴离子交换树脂分离。流出液蒸干后用于银、总稀土的分离，银、总稀土用o.168 mmO. 084 mm阳离子交换树脂分离，敏用O.084 mmO. 042 mm 阳离子交换树脂以-起基异丁酸淋洗液分离。铅、银、敏同位采用质谱计测定同位素比值。3 主要仪器与设备3. 1 热表面电离质谱计(测量精度优于十万分之五、3.2 分析天平(感量为万分之一)3. 3 酸度计3.4 离心机(4000r/ min) 3. 5 超声波振荡器3. 6 石英亚沸蒸锢器3. 7 石英试剂瓶(500mL) 3.8 石英容量瓶(100mL) 3.9 聚四氟乙烯管形瓶(15
4、mL) 3.10 塑料离心管(1.5 mL) 3. 11 氟塑料毛细管3. 12 石英烧杯(50mL) 3. 13 石英烧杯(10mL) 3. 14 石英烧杯。mL)3.15 石英玻璃加样管3. 16 石英交换柱仲内5mmX140 mm) 3. 17 石英交换柱忡内5mmX140 mm) 3. 18 玻璃交换柱(内2mmX320 mm) 3. 19 微量注射器(10L)国家质量技术监督局1999-02 -10批准1999- 08-01实施1 GB /T 17672-1999 4 试剂与材料除特殊说明外，试剂均为优级纯)4.1 盐酸(p=1. 185 g/ cm3) 4.2 盐酸=1. 185
5、g/cm3，分析纯4.3 高氯酸=1. 670 g/ cm3) 4.4 氢氟酸(=1.14 g/cm3) 4.5 氢氧化氨=0.900g/cm3) 4.6 -起基异丁酸4. 7 硝酸=1.39 g/cm 4.8 过氧化氢4.9 磷酸(0.17mol/L，经阳离子交换纯化)4. 10 高纯水去离子水经亚沸蒸馆后的分析用水4.11 -瓷基异丁酸(4.6)淋洗液1 000 mL水(4.10)中含有28.1g-提基异丁酸(4.6)，用氢氧化氨(4.5)调至pH=4.65。4.12 氢氟酸(双瓶蒸锢)0+1)4.13 高氯酸(亚沸蒸馆)0+1)4. 14 硝酸(亚沸蒸馆1mol/L) 4.15 盐酸(亚
6、沸蒸锢)0+1)4. 16 盐酸亚沸蒸馆)0+2)4. 17 盐酸(亚沸蒸锚)0+6)4. 18 盐酸亚沸蒸锢.0.05mol / L) 4.19 氢澳酸(0.5mol / L) 4. 20 偶氮肿E溶液(0.1%)4.21 氯乙酸-乙酸铀(pH=2.5)4.22 强酸性阳离子交换树脂(0.168mm-O. 084 mm) 4.23 强酸性阳离子交换树脂(0.084mm-O. 042 mm) 4.24 强碱性阴离子交换树脂(0.084 mmO. 042 mm) 4.25 硅胶胶状悬浮液取一定量的硅胶优级纯)，放入石英瓶中，加入高纯水(4.10)超声振荡使硅胶成胶状液，静置0.5 h.取上部胶状
7、液离心，用硝酸(4.14)洗除铅，用高纯水(4.10)洗至中性每次洗硅胶时，首先超声振荡，然后离心)，用高纯水(4.10)制成硅胶悬浮液。5 试样采集的样品要新鲜。试样磨碎至小于74m.在加工过程中要避免污染，取样要有足够的代表性。6 化学分离步骤6.1 器皿的清洗所用器皿均用盐酸(4.2)、盐酸(4.1)、盐酸(4.17).高纯水(4.10)依次清洗。全部操作均在净化间内进行。6.2 试样分解取O.1 gO. 5 g左右的岩石粉末试样于聚四氟乙烯管型瓶(3.的中，用少量高纯水(4.10)润温试样，加入5mL氢氟酸(4.12).2mL高氯酸(4.13)摇匀后盖上盖，在控温电热板上低温加热24h
8、48 h 至试样全部潜解。揭去盖，蒸干试样，升温至180C至白烟冒尽。用2mL盐酸(4.15)冲洗管形瓶内壁并2 蒸干，使试样转化为氯化物。6. 3 离心分离GB/ T 17672 - 1999 将1.5 mL盐酸(4.17)加入经过6.2步骤的聚四氟乙烯管型瓶中，再次溶解试样并转移到塑料离心管(3.10)中，在离心机(3.4)上离心5min，上部清液(A)备作铅、锤、铁离子交换分离，下部残渣弃去。6.4 铅的分离6.4.1 交换柱的处理将阴离子交换树脂(4.24)装入交换柱(3.16)中，树脂高9cm，流速为0.2mL/min。用盐酸(4.15)、高纯水(4.10)依次淋洗交换柱，用盐酸(4
9、.17)平衡交换柱。6.4. 2 铅的分离将清液(A)加入交换柱内，用5mL盐酸(4.17)淋洗交换柱，用烧杯。omL)接收流出液(B)。再用O. 5 mol/L HBr淋洗铁至流出液KSCN检查不变红，用5mL盐酸(4.17)淋洗，用盐酸(4.15)洗脱铅，用烧杯(10mL)接收洗脱液，洗脱液体积8mL9 mL。蒸干备于质谱测定。6.5 银和总稀土的分离6. 5.1 交换柱的处理将阳离子交换树脂(4.22)装入交换柱(3.17)中，树脂高10cm，用盐酸(4.15)，高纯水(4.10)依次淋洗交换柱至中柱。6. 5.2 锦的分离将铅试样的流出液(B)加入交换柱，用盐酸(4.17)40mL淋洗
10、，流出液弃去，用5mL左右盐酸(4. 16)淋洗媳，用石英杯(3.13)接收饵，蒸干备用于质谱测定，用30mL盐酸(4.15)解析并蒸干总稀土，得(C)。6.6钦的分离将分离锦后总稀土(C)加几滴稀盐酸并加热溶解，用加样管(3.15)将其溶液，加入预先处理好的加压交换柱(3.18)，以-起基异丁酸淋洗液(4.11)淋洗，控制流速在35s/滴40s/滴，温度为150C200C，在淋洗2.0mL后接敏。接收体积为0.6mL左右，蒸干后备用于质谱测定。也可以用HDEHP法分离钦，具体操作见附录A。7 铅、锯、敏同位素分析7.1 样品带的预处理先将锦带放入盐酸(4.16)中浸洗，再用高纯水(4.10)
11、冲洗至中性，烘干。将镰带点焊在插件上，然后置于高真空设备中，在18000C除气0.5h。7.2 铅的涂样用磷酸(4.9)溶解铅样，用微量注射器(3.19)吸取5L10L硅胶悬浮液(4.2日。加于经7.1处理好的镰带中央，通电蒸干，用微量注射器将铅样加于镰带的硅胶处，然后蒸干并红化样品带，将插件装在质谱计上。7.3 铅的质谱同位素分析当质谱计运行正常，真空度达到3X 10-6Pa时，将带温升至约1100C时，首先调出208Pb峰的准确位置，并依次调出207Pb、206Pb、204Pb峰的位置，固定磁流，然后检查有无杂峰，当有杂峰存在时，维持该带温直至杂峰完全消除，再检查有无205Tl峰，如有20
12、5Tl峰时，维持该带温继续烧除205Tl峰，直至完全消除为止。如无205Tl峰时，调好峰形和分辨，将带温升至13000C左右，按仪器规定程序准确测定铅同位素比值。7. 4 分析结果的表述7.4. 1 质量分锚的校正首先根据式(1)计算质量分馆系数f(208/206)标=(208/206)测X(1 + 2/) ( 1 ) 3 GB/ T 17672一19991= I208/206)标1=1一11-;.- 2 . . ( 2 ) L(208/206)测式中:(208/206梅、(208/206)测一一分别为标准样品NBS981的标准值(推荐值)、1300C时该标样的测量值。f一-1300C时测得的
13、质量分馆系数。将f值代入下式求得各比值的校正值(208/ 206)p = (208/206)明x(1十2/)(3 ) (207/ 206)p = (207/206)咽x(1 + 1) . . . . . ( 4 ) (204/ 206)p = (204/206)晴x(1 - 2/) ( 5 ) 式中:(204/206)p、(204/206)睛一一分别为样品铅同位素原子比的校正值和测量值。7.4.2 铅同位素原子丰度的计算206Ap=1、X100 ( 6 ) . - 1 + (204/ 206)p + (207/ 206)p -l 204Ap = (204/ 206)p xto6Ap. . (
14、7 ) 207Ap = (207/ 206)p X206Ap . ( 8 ) 208Ap = (208/ 206)p X206Ap. ( 9 ) 式中:Ap一一样品中铅同位素的丰度值。7. 5 锦的涂样用高纯水(4.10)溶解经6.5.2制备的锦试样，用微量注射器(3.19)分3次4次，每次2L3L将试样溶解液分别滴加于经(7.1)处理的样品带的中心区域，然后蒸干并红化样品带，将插件放入质谱计。7.6 锦的质谱同位素分析等质谱计运行正常，真空度达到3X10-6Pa时，带温控制在1250C士50C，当丰度最高的同位素的离子流强度达到1X10-11A时测量银同位素比值。7. 7 分析结果的表述用(
15、88/86)标=8.37521做内标可正规化87/86的比值。(88/86)标=(88/86)测X(1 + 2f)( 10 ) 1=1旦旦坐2至一11-;-2. . . . . . . . . .( 11 ) L(88/86)测J(87/86)正规化=(87/86)测X(1 + f) . ( 12 ) 式中:(87/86)正规化、(87/86)测一一样品银同位素的正规化值、测量值。7.8 敏的涂样用磷酸(4.的将6.6分离好的做试样溶解，用微量注射器(3.19)分3次4次，每次2L3L涂于经7.1处理好的样品带的中心区域，样品带的加热电流控制在0.5A左右，慢慢蒸干井红化，将插件装在质谱计上。
16、7. 8. 1 钦的同位素测量用质谱计(3.1)以静态方式进行敏的同位素测定，为监视140Ce以校正142Ce对142Nd的干扰，其接收器选择如下:接收器杯:2 3 4 5 6 7 对应同位素质量:146 145 144 143 142 140 当仪器运行正常，离子源区真空度优于1.5 X 10-5Pa，分析器真空度达到3X 10-6Pa时，即可准备测量。用双带法通过Nd+测定敏的同位素比值时.需先加热电离带，加热温度控制在1800C 2 OOO C , 然后缓慢加热样品带，电流控制在2.5A左右，当时Nd+的离子流强度达到3X 10-12, 10 X 10-12 A时，4 即可按仪器规定程序
17、测定敏同位素比值。7. 8. 2 分析结果的表述G8/ T 17672 - 1999 用(146/144)=O.7219做内标可正规化143/144的比值(146/144油+0.7219 (143/144).iE但化=(143/144)测x-, O. 7219 X 2 ( 13 ) 式中:(143/144)正规化、(143/144油一一样品中敏同位素原子比的正规化值和测量值。8 精密度方法的精密度测定结果见表1: 表1方法精密度Pb Sr Nd 样品号项目208/ 206 207/ 206 204/ 206 87/ 86 143/ 144 平均值2. 16766 0.90298 O. 0581
18、5 0. 70222 0.51185 1 3.866X I0-3 1. 104 X 10 3.325X10寸2.591 X 10 9.155X 10-5 R 5. 012 X 10 1. 382X 10 8. 063X 10 3. 671X10 9. 376X 10- 平均值1. 97788 0.83435 0. 05319 0.70225 0. 51131 2 3. 900 X 10-1 2. 349X 10-1 2. 252X 10-4 2.319XIO寸1. 962 X 10 R 1. 084X 10寸2. 464X 10 3.056XIO叫2.023XIO叫1. 610X 10- 平均
19、值2. 14234 0.88484 O. 05733 0.70233 0.511 73 3 7. 287X 10-3 1. 974X10-3 2.806 X 10 2. 580X 10- 1. 113X 10 R 9. 803 X 10-3 6. 976 X 10-3 6. 908X 10- 2.681XIO寸9. 516X 10 5 GB/ T 17672 - 1999 附录A(提示的附录二(乙基己基)正磷酸法(HDEHP法分离敏A1 离子交换柱的制备将阴离子交换树脂(4.24)装入石英交换柱(1)内6mmX140 mm)，约5mmo溶液流干后，慢慢加入已制备好的二(-乙基己基)正磷酸+聚四
20、氟乙烯粉末涂结型阳离子交换树脂，柱高100mm。加入稀盐酸(4.17)，在自然流速下，放置2h3 h，压实树脂。树脂上部再程一层5mm厚的阴离子交换树脂(4. 24)。加30mL盐酸(4.15)清洗，20mL O. 2 mol/L盐酸平衡酸度。A2 敏的分离用加样管(3.15)将试样溶液加入交换柱中，加10mL 0.2 mol/L盐酸淋洗怖，再用10mL 0.2 mol/L盐酸淋洗敏，用10mL烧杯收集，蒸干送质谱测定。A3 交换柱再生用3mL - 5 mL盐酸(4.15)分几次淋洗交换柱后，加30mL盐酸(4.15)再生交换柱，20mL 0. 2 mol/L盐酸平衡酸度。柱不用时，浸泡在稀盐酸中。6 |NNhF H阂。华人民共和国家标准岩石中铅、锯、铁同位素测定方法GB/ T 17672- 1999 国中 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045电话，68522112中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印 开本880X 1230 1/16 印张3/4字数12千字1999年7月第一版1999年7月第一次印刷印数1-800峰定价8.00元379- 32 书号，155066 1-15966 峰标目
