專利名稱：鍶同位素質譜分析的方法
技術領域：
本發明屬于同位素質譜學(isotope mass spectrometer)和同位素地質年代學(isotope geochronology)。
背景技術：
地球上的元素鍶有四個同位素，即84Sr、86Sr、87Sr、88Sr，其豐度為0.56％，9.86％，7.00％和82.58％。其中部分87Sr是由87Rb的β蛻變87Rb→87Sr+β-反應產生的，其衰變常數為(1.42±0.05)×10-12年-1，所以自然界的87Sr的豐度是變化的，其取決于Rb/Sr和年齡。通常都是以比值87Sr/86Sr來表示87Sr的相對豐度。所以，精確地測量巖石中的鍶的各同位素含量及其比值就可以測定巖石的年齡。鍶含量非常低，對其進行測量可采用非稀釋法和稀釋法，用同位素稀釋法來進行測量是將待測樣品加入鍶的人工同位素稀釋劑后進行化學分離，其為現有技術的內容，該鍶的人工同位素稀釋劑中87Sr/86Sr＝S1、88Sr/86Sr＝S2、87Sr/86Sr＝Si均為已知，而自然界中，即待測樣品中的84Sr/86Sr＝N1和88Sr/86Sr＝N2是恒定的，分別為0.056584和8.37521。
為了測量鍶的各同位素含量及其比值，現有技術提出了兩種解決方法。
第一種解決方法是常規的慣用方法，即為在鍶的同位素地質年代學所提出的，既要用稀釋法測鍶的含量，又要用非稀釋法求87Sr/86Sr的比值，從而進行多次完全相同的化學流程和質譜分析來完成；該方法可以使用單接收的同位素質譜計和多接收的同位素質譜計，單接收的同位素質譜計一次只能同時測量一個同位素，而多接收的同位素質譜計一次可以同時測量多個同位素，因此可以用來對鍶的同位素進行分析。如代表當今國際質譜技術最高水平之一的美國Finigan Mat質譜公司所出品的帶有“虛擬放大器”的多接收的同位素質譜計，其在美國專利號US 342,152中有過該“虛擬放大器”的描述。
第二種解決方法是本發明人在專利號為ZL97100609.1的中國專利中所提出的方法，該方法利用多接收同位素質譜計一次就完成了鍶的各同位素含量及87Sr/86Sr的比值的測量和計算，僅需一次化學流程和質譜分析即可；其解決了不同接收器之間的增益差別問題，同時使鍶的同位素分餾得到了自動校正，這兩點，在國內外還沒有其他方法得到如此完美的解決。
但是，上述的兩種解決方法各自均存在諸多不足。
第一種解決方法由于工序測量復雜，必須對天然鍶先后進行稀釋分析和非稀釋分析，不能把兩種分析合起來一次完成；而且其必須計算出諸如增益之類的中間值，在解決增益差的問題時比較繁瑣，不夠科學，也不夠徹底。雖然Finigan Mat質譜公司所出品的帶有“虛擬放大器”的多接收的同位素質譜計也是考慮到如何解決增益差的問題，但是其提出的軟件解決方案仍然比較煩瑣，不夠科學，也不夠徹底。
第二種解決方法雖然可以實現稀釋分析和非稀釋分析合起來一次完成，但是該方法是以動態跳掃來完成的，即在一個測量周期中，必須通過改變質譜計的磁場大小，來改變譜峰的位置，使得離子流被不同的接收器所接收，即使得同位素被切換到不同的接收器上，達到掃描的目的，其缺點是1、由于磁場強度是通過電磁鐵電流的突變(此為稱之為跳掃的原因)從一個磁場強度變化到另一個磁場強度，需要一定的設定時間，而且跳掃的峰位也不是絕對重復的，會直接影響到測量結果的準確性。
2、當磁場改變的同時，離子流在不同接收器之間掃動，產生拖尾效應，會在接收器上產生雜亂數據。
為了盡量減少上述缺點，在采集每個數據時往往需要等待2-4秒鐘。
發明內容
本發明的目的就是為了改進鍶的同位素分析，提供一種鍶同位素質譜分析方法，其是將鍶同位素的比值和含量測定合起來一次自動完成，并且使得測量過程更加簡單。
為了達到上述目的，本發明提出了一種改良的鍶同位素質譜分析方法，其將待測樣品和鍶的同位素稀釋劑混合后，使用多接收質譜計進行測量，其中該質譜計包含有不少于五個的接收器Fj(j＝1-5)，該接收器所接收的鍶同位素質量數固定不變，質量數84、85、86、87、88由不同的接收器F1、F2、F3、F4、F5所接收；通過該接收器進行不少于3次的測量，第一次測量時至少讀取接收器F1、F2、F3、F4、F5所對應的電壓值v1j(j＝1-5)，第二次測量時至少讀取接收器F2、F3、F4、F5所對應的電壓值v2j(j＝1-4)，第三次測量時至少再讀取接收器F3、F4、F5所對應的電壓值v3j(j＝1-3)；至少利用下面三個關系式(84Sr/86Sr)n·(88Sr/86Sr)n＝(v11·v33)/(v13·v31)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]1＝(v14·v23)/(v13·v24)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]2＝(v23·v32)/(v22·v33)；和利用下述兩種關系式中的一種或兩種非稀釋分析中的(88Sr/86Sr)n＝8.37521；稀釋分析中的[S1-(84Sr/86Sr)n]/[(84Sr/86Sr)n-N1]＝[S2-(88Sr/86Sr)n]/[(88Sr/86Sr)n-N2]以及Ni＝(87Sr/86Sr)n+[(87Sr/86Sr)n-Si]·(N1-M1)/(M1-S1)；其中上述關系式中(84Sr/86Sr)n、(87Sr/86Sr)n、(88Sr/86Sr)n為待求的經過同位素分餾校正過的84Sr/86Sr、87Sr/86Sr、88Sr/86Sr標準化值；S1、Si、S2分別為稀釋劑中的84Sr/86Sr、87Sr/86Sr、88Sr/86Sr參數，其為已知量；N1、N2分別為待測樣品中天然鍶的84Sr/86Sr和88Sr/86Sr參數，其為已知量；Ni相當于稀釋劑干擾校正后的(87Sr/86Sr)n，M1為待測樣品和稀釋劑混合的(84Sr/86Sr)n；從而在一個測試周期內同時獲得了待測樣品中的至少兩個(87Sr/86Sr)n的測量值，即[(Sr87/Sr86)n]1=(V14·V23)·K/(V13·V24)]]>[(Sr87/Sr86)n]2=(V23·V32)·K/(V22·V33)]]>其中K為(88Sr/86Sr)n值。
通過所述關系式還可獲得稀釋劑和樣品的混合比(84Sr/86Sr)n和(88Sr/86Sr)n值。和其中，如果所述的稀釋劑的使用量為零時，關系式Ni＝(87Sr/86Sr)n+[(87Sr/86Sr)n-Si]·(N1-M1)/(M1-S1)仍然成立，此時，M1→N1，該關系式的第二項實際上趨于零，即為虛稀釋分析法。
本發明所述方法通過動態的虛擬放大器的方式來讀取接收器輸出的電壓值，再利用一系列單個接收器的、體現已知量和未知量的特有關系式，即可得到待測樣品的同位素比值，而可實現對鍶的稀釋和非稀釋分析作標準化的計算，以克服同位素分餾作業，從而提高測量計算的可靠性；本發明大大減小了化學分析和質譜分析的工作量，使得操作更加簡單快捷；本發明保持離子流相對穩定不變，僅僅讀取接收器的輸出電壓值，使得測量分析過程更加簡單，易于操作。
為便于貴審查員能進一步了解有關本發明為達上述目的所采用的技術手段及其功效，茲例舉較佳實施例并配合圖式說明如下。
圖1是本發明實施例第一次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的“跳掃”示意圖；圖2是本發明實施例第二次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的“跳掃”示意圖；圖3是本發明實施例第三次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的“跳掃”示意圖；圖4是本發明實施例第四次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的“跳掃”示意圖；圖5是本發明實施例第五次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的“跳掃”示意圖。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發明作詳細描述，但其并不用于限制本發明。
本發明實施例應用于一臺裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計，其選用Finnigan Mat質譜公司的虛擬放大器產品，以用于鍶的同位素質譜分析，該熱電離質譜計為多接收同位素質譜計，可以一次同時測量多個同位素，其包含有九個接收器F1、F2、...Fj...、F9和九個放大器A1、A2、...Aj...、A9，這些接收器Fj(j＝1-9)的增益為G(j)，本發明實施例只選用其中的五個接收器Fj(j＝1-5)和五個放大器Aj(j＝1-5)，如圖1所示，這些接收器Fj(j＝1-5)選用法拉第杯(FaradayCups)。本發明實施例的重點在于離子流保持相對穩定，而該五個接收器Fj(j＝1-5)每個也分別固定地接收特定質量單位的同位素，其所接收的質量數相對固定，并在一個測量周期內的不同測試時間點，通過五個接收器Fj(j＝1-5)和五個放大器Aj(j＝1-5)的動態連接(即構成一個虛擬放大器)，而獲得所需的電壓信號，因此一次性地完成對鍶同位素的比值和含量的測量。下面具體詳細描述其實現過程。
將待測樣品經過稀釋或者非稀釋后的鍶樣品形成離子流通過電磁場后，調節熱電離質譜計上的五個接收器Fj(j＝1-5)，使得五個接收器Fj(j＝1-5)依次同時接收到從84Sr、85Rb、86Sr、87Sr、88Sr的各譜峰，并保持穩定地對準峰中心，其所接收的離子流強度分別為84I、85I、86I、87I、88I。如圖1所示，在五個接收器Fj(j＝1-5)和五個放大器Aj(j＝1-5)之間設置有一個可控的繼電器矩陣R1，該五個放大器的增益分別為G(1)、G(2)、G(3)、G(4)、G(5)，在該繼電器矩陣R1的控制下，形成一個動態的虛擬放大器。繼電器矩陣的控制問題，屬于公知技術，在此不再詳細敘述。
第一實施例如圖1至圖5所示，本實施例測量的周期包含有五個測試時間點ti(i＝1-5)(雖然實施本發明僅僅需要開始的3個測試時間點即可，如t1、t2、t3)，在每個測試時間點均分別讀取放大器A1、A2、A3、A4、A5輸出的信號vij，為了計算方便，以下計算該信號vij值時假設放大器的增益為G(j)(j＝1-5)。
在測試時間點t1、t2、t3、t4、t5階段，如圖1-圖5所示是本發明實施例測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的“跳掃”示意圖，通過控制繼電器矩陣R1，使得五個放大器Aj(j＝1-5)所接收同位素的質量數分別在84Sr、85Rb、86Sr、87Sr、88Sr之間循環對應。將每次跳掃所得到與各放大器對應的峰值，填入下表，即得到一個掃描周期內的多接收譜圖。
上表中的數字為在各個時間點時的與各放大器對應峰值的質量數。下面采用矩陣法來表示和計算處理多接收譜圖，上表1可以表示為V11V12V13V14V15V21V22V23V24V25V31V32V33V34V35V41V42V43V44V45V51V52V53V54V55]]>其中V11＝84I·G(1)·f(t1)；V21＝85I·G(1)·f(t2)；V31＝86I·G(1)·f(t3)；V41＝87I·G(1)·f(t4)；V51＝88I·G(1)·f(t5)；V12＝85I·G(2)·f(t1)；V22＝86I·G(2)·f(t2)；V32＝87I·G(2)·f(t3)；V42＝88I·G(2)·f(t4)；V52＝84I·G(2)·f(t5)；
V13＝86I·G(3)·f(t1)；V23＝87I·G(3)·f(t2)；V33＝88I·G(3)·f(t3)；V43＝84I·G(3)·f(t4)；V53＝85I·G(3)·f(t5)；V14＝87I·G(4)·f(t1)；V24＝88I·G(4)·f(t2)；V34＝84I·G(4)·f(t3)；V44＝85I·G(4)·f(t4)；V54＝86I·G(4)·f(t5)；V15＝88I·G(5)·f(t1)；V25＝84I·G(5)·f(t2)；V35＝85I·G(5)·f(t3)；V45＝86I·G(5)·f(t4)；V55＝87I·G(5)·f(t5)；f(t1)、f(t2)、f(t3)、f(t4)、f(t5)分別為在測試時間t1、t2、t3、t4、t5總離子流的漲落因子。
將上述放大器輸出的信號vij選擇適當規律進行組合，并經過簡單運算和消除相同的因子，得到(v11·v33)/(v13·v31)＝(84I·88I)/(86I·86I)＝(84Sr/86Sr)m·(88Sr/86Sr)m(1)這里m表示為測量值。
根據參考第一文獻(G.J.Wasserburg et al.，Precise determination ofSm/Nd rations，Sm and Nd isotopic abundances in standardsolutions，Geochemicael Cosmochimica Acta，1981，45，P2311-2323)的第2315頁同位素標準化計算公式可知若(88Sr/86Sr)n＝(88Sr/86Sr)m/(1+2α)則(84Sr/86Sr)n＝(84Sr/86Sr)m·(1+2α)；即
(88Sr/86Sr)m＝(88Sr/86Sr)n·(1+2α) (2)(84Sr/86Sr)m＝(84Sr/86Sr)n/(1+2α)(3)這里的n表示為標準化值，其中，α為單位質量同位素的分餾因子，將(2)、(3)式分別代入(1)式得到[(84Sr/86Sr)n·(88Sr/86Sr)n]1＝(v11·v33)/(v13·v31)(4)此處的(84Sr/86Sr)n和(88Sr/86Sr)n正是所要求的經過同位素分餾校正過的標準化值。
同樣，利用上述放大器輸出的信號vij，還可以得到另外五個關于鍶同位素比值的方程[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]1＝(v14·v23)/(v13·v24) (5)[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]2＝(v23·v32)/(v22·v33) (6)[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]3＝(v32·v41)/(v31·v42)(7)[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]4＝(v41·v51)/(v51·v45) (8)[(84Sr/86Sr)n·(88Sr/86Sr)n]2＝(v34·v51)/(v31·v54) (9)觀察上述(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)式，可以得到一個非常有意義的結論可以從多接收熱電離同位素分析中，測得成雙成對的同位素比值的標準化值的乘積，其結果與測量部件的增益G(j)無關，也與同位素的分餾因子α無關，只須求解這些方程，就可得到各個標準化值。
對應鍶同位素的非稀釋分析，(88Sr/86Sr)n＝8.37521 (10)用公式(10)分別乘以方程(5)、(6)、(7)、(8)的兩邊，便可得到這四個方程中(87Sr/86Sr)n的解。
而對于稀釋分析，方程(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)式，既不能單獨求解，也不能聯立求解，將方程(4)與第二文獻(Boelrijk，NA.I.M.，”A general formula for‘Double’isotope dillutionanalysis”，Chemical Geology，3(1968)323-325)中提出的雙稀釋公式聯立，即引入(S1-D1)/(D1-N1)＝(S2-D2)/(D2-N2)；其中N1、N2是已知量，分別相當于待測樣品中天然鍶的84Sr/86Sr和88Sr/86Sr參數；
S1、S2是已知量，分別相當于人工同位素稀釋劑中的84Sr/86Sr和88Sr/86Sr參數；D1、D2則分別相當本發明實施例公式(4)和公式(9)中的(84Sr/86Sr)n和(88Sr/86Sr)n參數；因此可以先求解方程(4)和公式(9)中，得到兩對重復的(84Sr/86Sr)n和(88Sr/86Sr)n這兩個比值，這些比值在誤差范圍之內是重復的。
如再假設(88Sr/86Sr)n＝K (11)再將(11)式分別與(5)、(6)、(7)、(8)式聯立得到[(Sr87/Sr86)n]1=(V14·V23)·K/(V13·V24)---(12)]]>[(Sr87/Sr86)n]2=(V23·V32)·K/(V22·V33)---(13)]]>[(Sr87/Sr86)n]3=(V32·V41)·K/(V41·V42)---(14)]]>[(Sr87/Sr86)n]4=(V41·V55)·K/(V51·V45)---(15)]]>因此，在一個掃描周期內，可以得到4個平行的(87Sr/86Sr)n比值和2個平行的(84Sr/86Sr)n比值，這是本實施例的另一個優點。它不但提高了分析效率，還可以驗證數據的可靠性。若4個(87Sr/86Sr)n和2個(84Sr/86Sr)n在誤差范圍內分別相等，則數據是可靠的。
下面引用第三文獻(Derek YorkThe Earth’s Age andGeochronology)中公式(3.12)的類似方法，或者，發明人已經發表的第四文獻(“稀釋分析的同位素分餾校正——一個新的同位素標準化程序”，《中國科學》，A輯，1987年第6期，666-672頁)中的公式(2)，即Ni＝Mi+(Mi-Si)·(N1-M1)/(M1-S1) (16)其中Ni、Mi分別相當于對稀釋劑干擾校正前后的(87Sr/86Sr)n；Si相當于稀釋劑中的87Sr/86Sr；N1、S1、M1分別相當于天然的、稀釋劑的及混合的84Sr/86Sr比值，用以校正稀釋劑的干擾，便可分別得到待測樣品中(87Sr/86Sr)n的比值。
而當不加稀釋劑時，M1→N1，公式(16)中的第二項實際上趨于零，即為虛擬的(非)稀釋分析，所以本發明人在上述第四文獻中提出的單接收虛稀釋分析的概念，也同樣適用于多接收，即上述方法完全適用于非稀釋分析。
虛稀釋分析的概念的提出，使得同位素分析中的稀釋與非稀釋分析可以采用相同的方法，也都可以使用同一個分析程序。這樣，不僅使得分析過程簡化，而且還提高了分析質量。
第二實施例本實施例和前述的第一實施例基本相同，不同之處在于本實施例測量的周期僅僅包含有三個測試時間點ti(i＝1-3)，而第一實施例為5個測試時間點(恰好構成一個完整的測量周期)，如圖1至圖3所示，在每個測試時間點均分別全部或部分地讀取放大器A1、A2、A3、A4、A5輸出的信號vij。假設本第二實施例是通過稀釋分析法來進行鍶同位素質譜分析。
首先將待測樣品加入鍶的人工同位素稀釋劑后進行化學分離，其為現有技術的內容，該鍶的人工同位素稀釋劑中84Sr/86Sr＝S1、88Sr/86Sr＝S2、87Sr/86Sr＝Si均為已知，而自然界中，即待測樣品中的84Sr/86Sr＝N1和88Sr/86Sr＝N2是恒定的，分別為0.056584和8.37521。
其次，使用熱電離質譜計對稀釋后的待測樣品測量。上述稀釋后的鍶樣品通過電磁場形成離子流后，調節熱電離質譜計上的五個接收器Fj(j＝1-5)，使得五個接收器Fj(j＝1-5)依次同時接收到從84Sr、85Rb、86Sr、87Sr、88Sr的各譜峰，并保持穩定地對準峰中心，其所接收的離子流強度分別為84I、85I、86I、87I、88I。
1、在測試時間t1階段，如圖1所示是本發明實施例第一次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的”跳掃”示意圖，通過控制繼電器矩陣R1，使得五個放大器Aj(j＝1-5)所接收同位素的質量數分別對應于84Sr、85Rb、86Sr、87Sr、88Sr。
2、再經過測試時間t2，如圖2所示是本發明實施例第二次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的”跳掃”示意圖，同樣通過控制繼電器矩陣R1，四個放大器Aj(j＝1-4)所接收同位素的質量數分別對應于85Rb、86Sr、87Sr、88Sr，此時，值得注意的是，和圖中所示不同的是放大器A5是懸空的。
3、最后經過測試時間t3，如圖3所示是本發明實施例第三次測量時，裝設有虛擬放大器的熱電離質譜計的”跳掃”示意圖，也同樣通過控制繼電器矩陣R1，三個放大器Aj(j＝1-3)所接收同位素的質量數分別對應于86Sr、87Sr、88Sr，此時，值得注意的是，和圖中所示不同的是放大器A4、A5是懸空的。
將上述測試時間點得到的放大器的輸出電壓值采用矩陣法來表示為V11V12V13V14V15V21V22V23V24V25V31V32V33V34V35]]>其中v11＝84I·G(1)·f(t1)；v12＝85I·G(2)·f(t1)；v13＝86I·G(3)·f(t1)；v14＝87I·G(4)·f(t1)；v15＝88I·G(5)·f(t1)；v21＝85I·G(1)·f(t2)；v22＝86I·G(2)·f(t2)；v23＝87I·G(3)·f(t2)；v24＝88I·G(4)·f(t2)；v25為空；v31＝86I·G(1)·f(t3)；v32＝87I·G(2)·f(t3)；v33＝88I·G(3)·f(t3)；v34為空；v35為空。
將上述放大器輸出的信號vij選擇適當公式進行組合，并經過簡單運算和消除相同的因子，得到第一實施例中的公式(1)。同樣按照第一實施例的推理運算，即可完成鍶同位素的質譜分析。
綜上所述，本發明實施例所述的方法至少要包括5個接收器，其所接收鍶同位素的質量數分別為84、85、86、87、88，然后至少在3個不同的測試時間點分別測量相應的電壓信號，而構成一個完整的測量周期。
以上描述表明，本發明的優點是非常明顯的，這些優點可以歸納如下1、可對鍶的稀釋分析作標準化計算，以克服同位素分餾，從而提高含量計算的可靠性。
2、可從稀釋分析中計算出所需要的天然同位素比值，在等于或小于最佳稀釋度內，使所得比值的精度和準度與虛稀釋分析相當。因此，本發明使得化學分析和質譜分析的工作量各減少一半以上，達到事半功倍的效果。
3、在進行非稀釋分析時，可自動校正稀釋劑對化學流程的污染和在質譜計內產生的記憶效應。
4、待測的離子流保持相對穩定，而每個工作的接收器僅僅檢測單一質量數的離子流，從而克服了現有技術中跳掃的缺點，使得測量分析過程更加簡單，易于操作。
5、本發明方法不僅可以應用于稀釋分析，而且可以不作任何改動，同樣應用于虛稀釋分析，其數據的精度和準度都好于常規分析法。
6、由于本方法得到的是同一份樣品的87Sr/86Sr比值和86Sr的含量，所以不受地質樣品不均勻性的影響。
此處描述的本發明在所具體描述的內容基礎上很容易產生變化、修正和/或補充，可以理解的是所有這些變化、修正和/或補充都包括在本發明的上述描述的精神和范圍內。
權利要求
1.一種鍶同位素質譜分析的方法，其使用多接收質譜計對待測樣品進行測量，其特征在于該質譜計包含有不少于五個的接收器Fj(j＝1-5)，該接收器所接收的鍶同位素質量數固定不變，質量數84、85、86、87、88由不同的接收器F1、F2、F3、F4、F5所接收；通過該接收器進行不少于3次的測量，第一次測量時至少讀取接收器F1、F2、F3、F4、F5所對應的電壓值v1j(j＝1-5)，第二次測量時至少讀取接收器F2、F3、F4、F5所對應的電壓值v2j(j＝1-4)，第三次測量時至少再讀取接收器F3、F4、F5所對應的電壓值v3j(j＝1-3)；至少利用下面三個關系式(84Sr/86Sr)n·(88Sr/86Sr)n＝(v11·v33)/(v13·v31)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]1＝(v14·v23)/(v13·v24)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]2＝(v23·v32)/(v22·v33)；和利用下述兩種關系式中的一種或兩種非稀釋分析中的(88Sr/86Sr)n＝8.37521；稀釋分析中的[S1-(84Sr/86Sr)n]/[(84Sr/86Sr)n-N1]＝[S2-(88Sr/86Sr)n]/[(88Sr/86Sr)n-N2]以及Ni＝(87Sr/86Sr)n+[(87Sr/86Sr)n-Si]·(N1-M1)/(M1-S1)；其中上述關系式中(84Sr/86Sr)n、(87Sr/86Sr)n、(88Sr/86Sr)n為待求的經過同位素分餾校正過的84Sr/86Sr、87Sr/86Sr、88Sr/86Sr標準化值；S1、Si、S2分別為稀釋劑中的84Sr/86Sr、87Sr/86Sr、88Sr/86Sr參數，其為已知量；N1、N2分別為待測樣品中天然鍶的84Sr/86Sr和88Sr/86Sr參數，其為已知量；Ni相當于稀釋劑干擾校正后的(87Sr/86Sr)n，M1為待測樣品和稀釋劑混合的(84Sr/86Sr)n；從而在一個測試周期內同時獲得了待測樣品中的至少兩個(87Sr/86Sr)n的測量值，即[(87Sr/86Sr)n]1=(V14·V23)·K/(V13·V24)]]>[(87Sr/86Sr)n]2=(V23·V32)·K/(V22·V33)]]>其中K為(88Sr/86Sr)n值。
2.如權利要求1或2所述的一種鍶同位素質譜分析的方法，其中，該方法更具體是指通過該接收器進行5次的測量，每次測量時均讀取接收器F1、F2、F3、F4、F5所對應的電壓值vij(i＝1-5，j＝1-5)；至少利用下面六個關系式[(84Sr/86Sr)n·(88Sr/86Sr)n]1＝(v11·v33)/(v13·v31)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]1＝(v14·v23)/(v13·v24)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]2＝(v23·v32)/(v22·v33)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]3＝(v32·v41)/(v31·v42)、[(87Sr/86Sr)n·(87Sr/88Sr)n]4＝(v41·v51)/(v51·v45)、[(84Sr/86Sr)n·(88Sr/86Sr)n]2＝(v34·v51)/(v31·v54)；和利用下述兩種關系式中的一種或兩種非稀釋分析中的(88Sr/86Sr)n＝8.37521；稀釋分析中的[S1-(84Sr/86Sr)n]/[(84Sr/86Sr)n-N1]＝[S2-(88Sr/86Sr)n]/[(88Sr/86Sr)n-N2]以及Ni＝(87Sr/86Sr)n+[(87Sr/86Sr)n-Si]·(N1-M1)/(M1-S1)；從而在一個測試周期內同時獲得了待測樣品中的至少四個(87Sr/86Sr)n的測量值，即[(87Sr/86Sr)n]1=(V14·V23)·K/(V13·V24)]]>[(87Sr/86Sr)n]2=(V23·V32)·K/(V22·V33)]]>[(87Sr/86Sr)n]3=(V32·V41)·K/(V41·V42)]]>[(87Sr/86Sr)n]4=(V41·V55)·K/(V51·V45)]]>其中K為(88Sr/86Sr)n值。
3.如權利要求1或2所述的一種鍶同位素質譜分析的方法，其中，該方法還包括通過所述的關系式可獲得稀釋劑和樣品的混合比(84Sr/86Sr)n和(88Sr/86Sr)n值。
4.如權利要求1、2或3所述的一種鍶同位素質譜分析的方法，其中，所述的質譜計還包括有和所述的接收器相連的放大器，通過該放大器的輸出端讀取電壓值v1j、v2j、v3j。
5.如權利要求4所述的一種鍶同位素質譜分析的方法，其中，所述的放大器和接收器之間還連接有可控的繼電器矩陣，通過該繼電器矩陣來實現該放大器和接收器之間的通斷連接，從而在一個測量周期內完成不少于3次電壓值v1j、v2j、v3j的讀取。
6.如權利要求1至5所述的任一種鍶同位素的定量比值一次質譜分析的方法，其中，如果所述的稀釋劑的使用量為零時，關系式Ni＝(87Sr/86Sr)n+[(87Sr/86Sr)n-Si]·(N1-M1)/(M1-S1)仍然成立，此時，M1→N1，該關系式的第二項實際上趨于零，即為虛稀釋分析法。
全文摘要
本發明提出了一種改良的鍶虛擬跳掃同位素質譜分析方法，其將待測樣品使用多接收質譜計進行測量，該質譜計包含有不少于五個的接收器，該接收器所接收的質量數固定不變，不同的質量數由不同的接收器所接收，并通過動態的虛擬放大器的方式來讀取接收器輸出的電壓值，再利用一系列單個接收器的、體現已知量和未知量的特有關系式，即可得到待測樣品的同位素比值。本發明將鍶同位素的比值和含量測定合起來一次自動完成，并且使得測量過程更加簡單。
文檔編號G01N27/62GK1588034SQ20041006220
公開日2005年3月2日 申請日期2004年6月30日 優先權日2004年6月30日
發明者喬廣生, 儲著銀 申請人:中國科學院地質與地球物理研究所