LAICPMS在地质样品元素分析中的应用

　　一个国家的进步不仅仅需要各行各业的进步，最关键的就是要灵活应用科学技术，以保证国家和社会能够持续稳定地提升发展速度。本文论述的是LA-ICP-MS技术的应用情况，由于地质样品中元素分析成果会直接影响到我国地质环境和国家经济建设，所以利用有效的方式至关重要，而LA-ICP-MS技术可以提升地质样品元素的分析效率。希望通过全文的论述能够给相关部门提供一定的参考。 
　　1 全岩样品整体分析 
　　一般情况下，总是将LA-ICP-MS技术与SN-ICP-MS分析技术相互类比，但是由于LA-ICP-MS技术具有一定的特性能够比SN-ICP-MS有优势。首先利用LA-ICP-MS分析技术需要使用的制备是比较简单的，同时分析效率也是非常高的，而LA-ICP-MS方式是在比较低的背景下应用的，氧化物干扰也是概率很低的，所以说，使用LA-ICP-MS技术能够有效保证地质样品中元素的分析工作质量。但是根据实际操作，常常将LA-ICP-MS分为三种不同方式：第一种方式是岩石薄片直接分析；第二种是粉末压片法；第三种是熔融玻璃法。使用LA-ICP-MS技术对地质矿产进行元素分析最关键的步骤就是明确主要元素和微量元素在样品中能否分布均匀，由于获得这种信息的方式非常难，所以获得主、微量元素在样品中的分布会直接影响LA-ICP-MS分析全岩样品的工作效率。利用激光会对矿物质产生腐蚀作用，但是由于矿物质不同，所以产生的剥蚀作用也是不一样的。LA-ICP-MS分析方式主要适用于隐晶质火山岩、细粒的泥质岩石或者火山玻璃。 
　　在对矿物产中的元素进行定量计算的时候，主要是采用同位素稀释法和外标校正、内标归一化法，这两种方式具有不一样的原理应用。采用内标归一化法的时候，通过将内标元素加入粉末压片或者在熔融过程中加入，就能够获得主、微量元素，还有一种方式是利用独立方式能够获得主、微量元素。但是采用总量归一化法就不能同上述方式获得主、微量元素，这种方式主要是根据获得样品中的挥发组分含量进行相应的判定。 
　　2 硅酸盐和碳酸盐矿物 
　　由于LA-ICP-MS技术能够使用相同的方式对硅酸盐矿物进行分析，所以可以说分析硅酸盐矿物和分析硅酸岩全岩方式是一致的，而常用的分析方式又有许多种分类，主要有以NIST SRM 610或者SRM 612作单外标，采用Ca、Si、Mg等元素进行单（多）内标归一化校正或者总量归一化校正。这种方式的测定分析重点是一个NIST标准玻璃，只要测定结果准确，就能够从中得出大部分的元素分析。但是由于NIST标准玻璃特殊的基体效应会影响分析准确性，所以说应该使用精度较高的仪器进行分析，同时还应该优化参数设置。第二种方式是以硅酸盐标准玻璃为标准进行相应的分析，同时需要采用总量归一化法或者单内标法进行校正。采用这种方式不仅能够从硅酸盐矿物中得到微量元素，还能够准确地获得EMP元素含量以及元素的精密度。第三种方式是用多种元素进行混合作为标准溶液，之后利用内标法或总量归一化法进行校正。 
　　随着时代的进步，在实验室中使用的样品都是由美国USGS的Ca质碳酸盐压片MACS-3组成的，正是由于这种压片具有大于1ppm的50多种微量元素，因此能够更加精细地得出相应元素的含量等特性。利用LA-ICP-MS分析方式会影响基体效应，所以说要重视碳酸盐基体标准样品大量的校对工作。使用碳酸盐粉末压片并不是非常完美的，而是由于该压片中含有的个别元素含量不均一，所以会直接影响到分析质量。使用的校正方式主要是外标校正和内标归一化两种方式相互结合，这样一来就能够有效分析碳酸盐中微量元素。科学家对于碳酸盐矿物质中的各种元素进行相应的分析，也得出相应的结论，这样就能够建立一定的分析方式供后人使用。 
　　3 金属氧化物和金属硫化物 
　　对于分析金属氧化物和金属硫化物中微量元素，就应该使用内标法或者总量归一化法进行分析结果的确认。由于徐鸿志和Huelin等科学家利用的方式是以SRM 610作为外标，同时采用的分析方式是内标法和总量归一化两种方式结合，共同应对Fe-Mn氧化物的分析，以得出其中微量元素的相关信息。而Nadoll和Koenig组合使用的方式则是根据玻璃标准物质进行相应的分析，以得出磁铁矿中微量元素的相关信息。Donohue的队伍研究的方式是利用SRM 610，分析钛铁矿中相关信息，以保证其中微量元素的含量信息能够获得完整。正是由于不同的科学研究队伍使用不同的方式得出金属氧化物中微量元素的含量和种类，才能够足够保证我国科学研究的进步和发展，为地质矿物中元素研究工作提供更多可参考的 
　　内容。 
　　还有科学研究队伍使用的方式是总量归一化，这种方式主要是根据BCR-2G、BHVO-2G和BIR-1G的性质，对榴辉岩进行相应的分析，以保证在研究中能够确定岩石中Zr含量和EMP是一致的，而使用的分析技术也是LA-ICP-MS。对于硫化物的分析，采用的校正方式是对硫化物标准和硅酸盐玻璃标准进行相关校正。由于硅酸盐玻璃标准中含有比较金贵的金属元素，但是由于这些元素的含量非常低，并且在物质中的分布也是非常不均匀的，因此要想保证分析结果准确度高，就应该重视LA-ICP-MS分析技术的应用，而分析主体大多都是硫化物标准。 　　4 单个熔体和流体包裹体 
　　在研究单个熔体和流体包裹体的时候，主要采用的方式也是LA-ICP-MS分析法，由于科学实验队伍不同，对于实验记载使用的具体流程也有一定的区别，正是由于科学家对于单个熔体的分析和流体包裹体的分析方式具有一定的区别，所以说能够很好地在实验中形成对照，以表明使用哪一种方式是最合适的。但是由于人造的包裹体和天然形成的包裹体内部压力是不一致的，所以说一旦包裹体被打开，就会释放出挥发性物质，但是由于内部压力不同，挥发性物质释放的速率也是不一致的，这样一来就会对后续的实验造成一定的影响，使得实验误差偏大，不能够得出精确的结果。 
　　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。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。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；（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。 
　　5 结语 
　　通过全文论述，能够十分清楚地看出LA-ICP-MS技术的应用现状，由于LA-ICP-MS技术在目前的地质样品元素分析工作中能够提供有效的结果，所以说，这种方式被广泛利用。但是每一种方式都需要不断更新才能够提升自身水平，LA-ICP-MS技术就是这样，在使用该技术的时候，要针对不同的矿物进行相应的研制，以便得出基体匹配的标准物质，同时还需要完善元素分馏效应机理的消除和改善方式，以防万一能够利用这种方式为后期工作提供参考。还应该重视对天然样品的分析，以提升准确度。要想保证我国的矿物元素分析效率，就应该重视LA-ICP-MS技术的研发和应用。总而言之，利用更加科学有效的方式提升我国的矿物元素分析测定工作效率，这样才能促进我国经济建设力度，同时还可以从根本上促进社会和人们生活水平的提升。