利用Picarro测试石笋包裹体水氢、氧同位素的方法

基于当前石笋包裹体水提取测试过程中面临的制约条件,本研究设计了用于提取石笋包裹体水的真空装置,将其与水同位素分析仪Picarro L2140-i相连接组成石笋包裹体水氢、氧同位素(δD、δ18O)测试系统.该系统能够快速地提取石笋包裹体中的水,并对其δD和δ18O的值进行测量.包裹体水真空提取装置使用了以高压气缸为驱动的破碎研磨器,具有良好的破碎效果;在120°C真空条件下破碎获得的包裹体水随后被高纯氮气带入到Picarro L2140-i中进行测量分析.为了验证包裹体水测试系统的可靠性和准确性,本研究分别将石笋包裹体水真空提取装置以及Picarro液态水自动进样器与Picarro L2140-i主机连接,对相同的水样品进行了对比测试.两种方法测得的δ18O和δD值在误差范围内接近.使用该系统对东亚季风区石笋样品进行的测试结果显示:石笋包裹体水的δ18O和δD值分布在全球大气降水线附近,表明测试过程中分馏作用较小;包裹体含水量对测试精度有一定影响,对于水汽浓度为2500~50000 ppm(1 ppm=1μL/L)的样品,δ18O、δD的标准差分别为0.5‰、2‰,与同类型系统相当.研究结果表明该系统能如实测量石笋包裹体水的δ18O和δD值,将为利用水-碳酸钙平衡分馏方程重建古温度提供重要的技术支撑.