LA-ICP-MS在地质样品元素分析中的应用
一、全岩样品整体分析
相对于SN-ICP-MS分析，利用LA-ICP-MS分析全岩样品具有低背景、低氧化物干扰、样品制备简单、高效率等优点。根据样品制备方式，利用LA-ICP-MS进行全岩样品整体分析主要有3种方法：①岩石薄片直接分析，②粉末压片法，③熔融玻璃法。如何获得主、微量元素含量分布均匀的样品是影响利用LA-ICP-MS分析全岩样品的关键。目前，由于激光对不同矿物的选择性剥蚀，利用LA-ICP-MS对于岩石样品直接分析仅适用于隐晶质火山岩、火山玻璃或者细粒的泥质岩石。直接的粉末压片避免了对样品的稀释作用，但要求样品粉末粒度要足够细。如果样品粉末粒度不够细、压片不够牢固，激光剥蚀过程中的粉末爆发会引起分析信号不稳定和激光对不同矿物的选择性剥蚀，导致分析结果的精密度和准确度较差。降低样品粉末粒度（如 四、单个熔体和流体包裹体
Heinrich等人和Pettke等人先后对利用LA-ICP-MS分析单个流体/熔体包裹体的影响因素、校正方法、准确度和检出限等进行了系统综述。Shepherd和Chenery首先对利用LA-ICP-MS分析单个流体包裹体中的元素组成进行了可行性分析研究。Moissette等人提出了利用石盐中合成的流体包裹体作外标分析单个流体包裹体的校正策略。Ghazi等人和Mc Candless等人采用将标准溶液密封在玻璃毛细管中作为人造流体包裹体的方法， 通过简单外标校正对石盐和石英中的单个流体包裹体进行了分析。然而，由于人造包裹体和天然包裹体内部的压力不同，包裹体被打开后，挥发性物质释放的速率不同，简单外标校正无法解决剥蚀量差异引起的误差。因此，Shepherd等人采用以人造包裹体作外标，利用cryo-SEM-EDS测定的Cl含量作内标来分析单个流体包裹体组成。另外，采用和包裹体直径相等的束斑直接剥蚀时，爆裂和溅射作用会将包裹体中的部分物质沉淀在样品表面和样品池中，而引起元素的选择性丢失。因此，Günther等人提出先采用小激光束斑（4～10？m）打开包裹体，等检测到包裹体信号后增大激光束斑（通常增大1倍），最后采用和包裹体直径相当的激光束斑剥蚀以获得整个包裹体的信息。在定量校正方面，可以利用盐度（通过其他独立方法获得）计算等量的Na或者Cl含量作内标，利用NIST玻璃或者直接剥蚀液体标准作外标校正计算。Allan等人对人工合成流体包裹体的LA-ICP-MS分析表明，绝大部分元素的准确度优于15%、精密度优于15%～30%、检出限介于1～100ppm（与包裹体体积有关）。需要注意的是利用盐度对流体包裹体中Na含量的估算是影响该方法准确度的重要因素。近年来，对单个流体包裹体中S， Cl， Br的LA-ICP-MS分析方法研究也取得了重要进展。Guillong等人建立了采用方柱石作外标分析单个流体包裹体中S含量的方法，发现影响精密度和准确度的因素不是干扰，而是来自未知来源的S污染。Seo等人和Leisen等人报道了采用 NSIT玻璃和/或方柱石作外标分析单个流体包裹体中Cl和Br含量的方法。另外，由于石英对紫外激光的吸收能力非常低，在分析石英中流体包裹体时需要采用足够高的激光能量密度。对单个流体包裹体LA-ICP-MS分析方法研究取得进展的同时，对单个熔体包裹体的定量分析方法研究也在同时进行。Taylor等人最早对过碱性岩浆中石英和碱性长石斑晶中的单个熔融包裹体进行了分析。利用LA-ICP-MS分析单个熔体包裹体元素组成的技术，首先被应用于分析已暴露在表面的玻璃质熔体包裹体的微量元素组成和化学成分简单的石英、黄玉等矿物中已结晶化的硅酸岩熔体包裹体，而后被成功地运用到了分析成分复杂的角闪石、橄榄石、辉石、斜长石、磷灰石等斑晶中未出露的熔体包裹体。目前，利用LA-ICP-MS对单个熔体包裹体的分析主要有两种方案：①对多相熔体包裹体进行高温淬火均一化处理后，采用内标归一化（可以利用EMP获得内标元素含量）或者总量归一化和外标法校正（类似于分析硅酸盐玻璃）。采用对包裹体淬火均一化处理过程可能存在以下问题：对于含有气、液相的多相包裹体，加热会导致潜在的爆裂和泄露；如果均一化温度高于熔体包裹体捕获温度，可能会导致主矿物熔融进入熔体；部分元素在加热过程中可能会在熔体和主矿物间发生交 换扩散；包裹体中的硫化物即使用很快的冷却速度也很难淬火成玻璃；②直接用LA-ICP-MS剥蚀获得寄主矿物和包裹体的混合信号，然后通过数据处理扣除寄主矿物的贡献而获得包裹体中的主、微量元素组成。直接用LA-ICP-MS分析未出露包裹体的方法扩大了在同一个探针片内可测定包裹体的数量，便于统计分析， 更能全面地反映岩浆演化信息等。该方法的不足是必须通过其他独立方法获得包裹体中某个元素的含量、或者该元素在寄主矿物和包裹体间的含量比值、或者某个元素在包裹体中的含量极低。
总之，利用LA-ICP-MS对大部分地质样品中元素含量的准确分析已经有了比较成熟的方法，并得到了广泛的应用。鉴于目前的研究现状和存在的问题，有关LA-ICP-MS元素分析方法研究可以在如下几个方面开展深入的工作：①研制针对不同矿物（尤其是金属氧化物和硫化物）的基体匹配的标准物质；②与基体差异有关的随时间变化的元素分馏效应的形成机理和消除或改善方法；③在高空间分辨率条件下对天然样品的准确分析；④复杂矿物中单个熔/流体包裹体的定量校正策略；⑤建立便于不同实验室之间数据比对的统一的数据处理协议；⑥拓展LA-ICP-MS元素分析的应用领域。
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