鉻鐵礦原位氧同位素標樣的研發和基質效應的校正 |潘旗旗等-GGR

鉻鐵礦是尖晶石族 ((Mg, Fe)(Al, Cr, Fe)2O4) 礦物中的富鉻端元，作為鉻的主要賦存礦物，廣泛存在于鎂鐵-超鎂鐵巖、月球及其他天體隕石樣品中。其氧（O）同位素可為地幔部分熔融、巖漿演化過程以及鉻鐵礦成巖成礦過程提供重要信息。因此，實現鉻鐵礦原位微區O同位素分析一直是地球科學界的目標。然而，由于標樣缺乏以及基質效應不確定等因素的限制，該領域長期未取得實質性進展。

中國科學院地質與地球物理研究所的博士研究生潘旗旗與導師肖燕副研究員及其合作者，選取了4個美國懷俄明州Stillwater層狀巖體的鉻鐵巖（Cr#=57.9 ~ 65.6）、4個中國西藏羅布莎蛇綠巖中的鉻鐵巖和方輝橄欖巖（Cr#=76.3 ~ 79.0）以及1個津巴布韋Great Dyke中的鉻鐵巖（Cr#=77.3）作為研究對象。研究人員采用了不同的測試方式（激光氟化法、SHRIMP SI、CAMECA IMS-1280）進行了O同位素分析，評估了其同位素均一性（圖1-圖2）。最終確定這9件樣品均可作為鉻鐵礦原位O同位素分析標樣，為SHRIMP SI和CAMECA IMS-1280等測試技術的應用提供了可靠基礎。

圖1 使用SHRIMP SI進行鉻鐵礦O同位素的均一性檢測

圖2 使用CAMECA IMS-1280進行鉻鐵礦O同位素的均一性檢測

圖3 SIMS鉻鐵礦O同位素分析計數率與XFe3+相關性圖解

圖4 SIMS鉻鐵礦O同位素分析基質效應的校正

研究成果發表于GGR（潘旗旗，王靜，肖燕，傅斌，白洋，Ian S. Williams，蘇本勛. Chromite reference materials and matrix effects in SIMS oxygen isotope measurements[J].Geostandards and Geoanalytical Research, 2024, 48: 363-379. DOI: 10.1111/ggr.12548.）。研究受中國科學院百人計劃（E3CJ042）、國家重點研發計劃（2022YFC2903501，2023YFF0804301）和中國科學院青促會項目資助。

編輯：劉強