研究级激光微探针飞行时间质谱仪及其应用

本文介绍了自行研制的激光微探针飞行时间质谱仪,阐述了该仪器的基本原理、结构特点、研究功能及其所达到的参量.该仪器是一台具有高分辨率、高灵敏度、研究功能强并兼具常规分析所需的简便、快捷的现代大型分析仪器.文章还介绍了该仪器的应用实例,如可作几万道尔顿以上的大分子物质分析,大分子蛋白质混合物的分析,有机化合物特别是难挥发和热不稳定有机物的分析,少至几十埃薄膜,如C_(60)等薄膜材料成分分析,负离子分析,以及激光解吸机理的研究工作等.这一新型仪器是分析化学领域,特别是生物大分子分析领域中的一支新军,同类仪器90年代才有商品出售.

激光显微探针￣（40）Ar／￣（39）Ar定年方法研究

实验结果表明，在激光探针￣（４０）Ａｒ／￣（３９）Ａｒ年龄和常规￣（４０）Ａｒ／￣（３９）Ａｒ年龄之间有较好的吻合性，多次测定ＢＳＰ－１角闪石国际标样年龄值大部分在２０２０－２０９０Ｍａ之间，多次测定周口店花岗岩中ＺＢＨ－２５国内标样年龄值大部分在１３０－１３５．９Ｍａ。分析区域可小到３０μｍ以下（激光束本身可被聚焦到１０μｍ以下）。研究表明，激光显微探针技术在下述工作中将是一个极有前途的工具：①测定不易大量获取的样品年龄，②研究遭受多期地质历史事件作用因而有复杂Ａｒ状态的岩石年代；③研究在岩石样品中填充在不同结构位置上的矿物年龄，进行每一个晶体颗粒内部和不同颗粒之间的数据比较；④测定年轻富钾样品￣（４０）Ａｒ／￣（３９）Ａｒ年龄。可以看出，激光法测年在构造年代学、变质岩年代学、矿床年代学研究方面能发挥独特作用。

激光显微探针^(40)Ar-^(39)Ar定年技术——大别山朱家冲榴闪岩年代学研究

高空间分辨率紫外激光显微探针40Ar-39Ar定年技术在钾矿物环带、次生加大边、多世代矿物和难分选矿物之年代学研究中发挥越来越重要的作用。南大别山朱家冲榴辉岩经过角闪岩相退变质作用,形成榴闪岩。本文利用激光显微探针40Ar-39Ar定年技术成功测定了朱家冲榴闪岩之石榴子石环外的角闪石"绿眼圈"年龄为217±3Ma,石榴子石环内的多硅白云母年龄265±3Ma,环外的钠云母年龄223±4Ma。榴闪岩基质激光阶段加热40Ar-39Ar分析,获得高温阶段坪年龄为230Ma。多硅白云母年龄可能指示朱家冲榴辉岩超高压变质作用发生在265Ma之前;基质年龄代表了退变质作用峰期发生于230Ma;而217Ma角闪石"绿眼圈"为退变质作用晚期产物。这些40Ar-39Ar年龄印证了岩石薄片观察的矿物结晶顺序。

西藏邦铺斑岩型钼铜多金属矿床含钼铜脉石英的激光显微探针^(40)Ar/^(39)Ar年龄及地质意义

采用激光显微探针40Ar/39Ar微区定年方法,对西藏邦铺钼铜多金属矿床中含矿脉石英进行微区年代测定,获得等时线年龄为13.9 Ma±0.9 Ma(MSWD=29),其下限(13 Ma)代表了成矿年龄。该年龄略晚于二长花岗斑岩结晶年龄(13.9 Ma±0.3 Ma,MSWD=3.05),表明邦铺矿床成岩成矿作用是一个连续的岩浆作用过程。同时对冈底斯斑岩铜矿带成岩-成矿年龄进行统计学研究,获得冈底斯斑岩铜矿带成岩-成矿作用高峰期为15 Ma,成岩-成矿年龄线性方程为Y岩=1.291X矿+7.785(R2=0.291),充分说明邦铺矿床与冈底斯斑岩铜矿一样,是一次大规模爆发成矿的过程,成矿事件发生具有高度的统一性与集中性。

20世纪末激光显微探针定年把K-Ar年代学推向了新的里程碑

已有 50年历史的K Ar定年法 ,由于过剩Ar和Ar丢失的普遍发现 ,使其最广泛的应用面临着严重挑战。在 2 0世纪的最后几年 ,以激光显微探针4 0 Ar/ 39Ar定年方法的完善和精度的提高为标志 ,把K Ar年代学研究推向了一个新高度。微区微量高精度高分辨定年 ,把定年时限扩展到人类历史范畴 ,精细的分析技术拓宽了年代学的应用范围 。

激光显微探针^39Ar—^40Ar测年方法的两个应…

作者用激光显微探针＾３９Ａｒ－＾４０Ａｒ测年技术测定高原北部东昆仑南韧性剪切 糜棱岩和粤西云开林岩中多期矿物的年龄，从而确定出形成这些多期矿物的地质事件的时代。

激光显微探针^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年

已有 5 0年历史的K Ar定年法 ,由于过剩Ar和Ar丢失的普遍发现 ,使其最广泛的应用面临着严重挑战。40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法是常规K Ar定年法的发展 ,它克服了常规K Ar定年法的一些局限 ,又可以测定岩浆构造热事件。激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年法是在 2 0世纪末把聚焦激光束应用在40 Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法中而发展起来的一种定年方法。它既具有常规K Ar定年法和40Ar/ 3 9Ar分步加热释氩法的所有优越性 ,又把定年引入微观领域。特别是在 2 0世纪的最后几年 ,以激光显微探针40 Ar/ 3 9Ar定年方法的完善和精度的提高为标志 ,把K Ar年代学研究推向了一个新的里程碑。微区微量高精度高分辨定年 ,把定年时限扩展到人类历史范畴 ,精细的分析技术拓宽了年代学的应用范围 ,使之解决的地质问题更广泛和深入 ,并且开始冲击着地球科学中的某些热点和难点课题。

激光显微探针^(40)Ar/^(39)Ar定年进入了人类历史领域——评美国伯克莱地质年代学中心最新研究成果和年轻火山岩的定年极限

美国伯克莱地质年代学中心P.R.Renne等(1997)对采自意大利维苏威火山公元79年爆发喷出物中的透长石,进行了激光显微探针^(40)Ar/^(39)Ar定年,从46个分析数据中得到了^(40)Ar/^(39)Ar等时线年龄为1925±94 a,接近于与现今使用的格里历1918年前一致。这证明激光显微探针^(40)Ar/^(39)Ar定年法的可信度已扩展到记录人类历史的时间范畴。Renne等的最新研究成果把30多年来K-Ar地质年代学者对特别年轻火山岩的定年研究带入了一个新阶段,它为与晚新生代地质年代学有关的各种研究提供了一有力工具。

激光检测

一、激光检测概述 “激光检测”就是利用激光“一高”(高亮度)和“三好”(方向性好、单色性好、相干性好)的特征,对物质或物体进行检查和测量。 “激光检测”一般是由激光器发出激光射到被检测物体上,经过接收系统,显示出检测结果。 “激光检测”包括激光器在检验、测量或准直等各方面的应用。

显微分析法

从犯罪现场发现的一些微粒、附着物和残留物的分析鉴定,对侦破工作有重要意义。用一般方法分析会遇到基体复杂、样品量少、成分多、杂质干扰等问题,采用显微分析往往可得良好效果。显微傅里叶变换红外光谱分析新技术灵敏度很高(检测限可达1ng,有时达到pg级)。

应用UV激光显微探针技术测定金云母的^40Ar／^39Ar年龄剖面

UV激光40Ar/39Ar显微探针技术能对含钾矿物进行微区分析, 测定其年龄剖面, 真实地反映Ar同位素在矿物晶体内的分布, 拓展了常规40Ar/39Ar年代学的应用领域. 本文对新疆皮山煌斑岩中金云母进行了常规40Ar/39Ar阶段升温和UV激光40Ar/39Ar微区分析对比, 结果显示金云母内Ar同位素分布均匀, 激光微区分析结果与阶段升温结果一致. 使用激光微区分析系统能准确测定矿物颗粒内的年龄剖面, 为经历复杂热历史的样品提供了一种新的40Ar/39Ar微区年代学研究方法.

大气单颗粒物的成分、形态分析方法

显微分析方法是研究单颗粒物的形态结构的主要方法,激光微探针质谱、二次离子质谱、Raman微探针以及红外光谱是研究单颗粒物的化学组成的重要方法。

FAMM技术及其应用进展

FAMM技术是利用激光荧光显微探针等手段测量多种显微组分的荧光变化来确定烃源岩热成熟度的一种新方法,可有效解决烃源岩成熟度评价中常出现的镜质体反射率抑制作用等实际问题。论述了该技术的发展和基础,介绍了目前的应用进展情况,指出了尚存在的一些问题,以促进其在我国含油气盆地石油勘探与评价中的应用和研究。

油气成藏过程中的同位素测年方法评述

笔者对国内外同位素测定年在确定油气成藏方面的应用现状进行评述的基础上,重点分析了K-Ar法,Ar-Ar法,U-Pb法,Rb-Sr法等方法所存在的问题,认为自生伊利石40Ar3-9Ar法在不断克服技术难题之后,仍是油气成藏年代学不可缺少的重要手段;激光微区探针40Ar3-9Ar法与流体包裹体技术相结合,是油气多期成藏40Ar3-9Ar年代学研究取得成功的突破点;利用沥青和干酪根中微量金属U-Pb,Pb-Pb,Rb-Sr,Sm-Nd和Re-Os体系的同位素分析方法获得油气生成、运移的年龄,是成熟的放射性同位素方法在石油地质学中的应用;晶洞充填物U-Pb测年,可能是碳酸盐岩储层油气成藏年代学研究又一新的突破点。

K-Ar法与Ar-Ar法在油气成藏期定年的适用性

迄今，K-Ar年代学已从最初的常规K-Ar定年，发展到分步加热释氩Ar-Ar、激光显微探针At-At等多种定年方法。目前应用于油气成藏年代学的方法主要是白生伊利石K-Ar法定年和Ar-Ar法定年，前者在我国已经开展了将近十年，而后者在油气成藏年代学中的应用目前还处于摸索之中，它们都面临着很多的问题。

大气可吸入颗粒物中锐钛矿的发现及意义

激光拉曼微探针(laser Raman microprobe,简称LRM)能将激光聚焦在1μm2的极小区域进行分子成分和结构的微区分析,是一种可靠的物相鉴定手段,非常适用于单个微小颗粒物的物相鉴定。文章利用LRM对北京市大气可吸入颗粒物(PM10)进行单颗粒物相分析将实验图谱与Renishaw矿物与无机材料拉曼光谱数据库中标准图谱进行对比,通过简正坐标分析对谱带进行指认和对各谱峰分子类型及振动模进行归属,首次在PM10中发现了锐钛矿型TiO2,其实验图谱具有638 cm-1处的较强峰以及398和517 cm-1处中等强度峰,为O—Ti—O特征振动,确认了大气中富Ti颗粒的矿物物相为锐钛矿型TiO2。锐钛矿型TiO2是一种重要的光催化剂,锐钛矿与其他矿物颗粒(尤其是含Ca碳酸盐)的聚集能够加剧非均相反应的发生。锐钛矿的晶体结构及所处大气环境的相对湿度和pH值对其光催化反应有重要影响。

小哺乳动物化石牙齿釉质碳、氧同位素测试方法简介及应用前景

探讨古环境和古气候变化与哺乳动物演化之间的关系是目前古生物学研究领域中的一个热点,而哺乳动物化石牙齿釉质的碳、氧同位素分析是恢复古环境和古气候的一个重要手段。以往的哺乳动物化石牙齿釉质稳定同位素分析多集中在大哺乳动物化石,这主要是受到技术手段的限制,所需的样品量较大所决定的。但最近几年随着激光和离子显微探针技术的应用,对小哺乳动物化石(如啮齿类和兔形类)的牙齿釉质碳、氧同位素的分析和应用日趋成熟和广泛。除了传统的化学处理方法之外,对小哺乳动物化石牙齿釉质碳、氧同位素的分析还有以下三种方法:1)激光剥蚀气相色谱/同位素比值质谱分析;2)直接激光氟化技术;3)离子显微探针技术(SHRIMPII)。这些技术需要的样品量少,对标本的破损小,准确度和精密度高,所以在小哺乳动物化石和一些珍贵标本(如古人类化石)的稳定同位素分析中起到了重要作用。相对于大哺乳动物化石,小哺乳动物化石数量多、演化速度快,更能反映多个层位长时间序列的古环境和气候变化;而且小哺乳动物通常没有长距离迁徙的行为,栖息地局限,所以更能准确反映化石埋藏地点的古环境和气候状况。

同位素地质学研究新趋势

同位素地质学是地球科学中的一个重要研究领域。国际上每四年召开一次学术大会,由来自世界各国的科学家进行广泛的学术交流。1998年第九届大会确定在我国北京大学举行,作为筹备这届大会负责人之一的本文作者,在此就这门学科前沿的进展作一介绍。