前言
激光進(jìn)樣-電感耦合等離子體質(zhì)譜分析技術(shù)（LA-ICP-MS）自上世紀(jì)80年代中后期被應(yīng)用以來(lái)，逐漸成為固體微區(qū)分析領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。此技術(shù)有效避免了酸溶、消解等復(fù)雜樣品前處理帶來(lái)的二次污染和可能的誤差引入，真正實(shí)現(xiàn)了微損、原位微區(qū)、快速進(jìn)樣等功能，尤其針對(duì)礦物標(biāo)樣、微量物證、寶玉石等珍貴樣品具有重要意義。但是，元素分餾效應(yīng)一直是制約該技術(shù)發(fā)展的重要因素，特別是采用納秒級(jí)激光進(jìn)樣系統(tǒng)在進(jìn)行較小束斑（＜20μm）的原位單點(diǎn)分析時(shí)，元素的分餾效應(yīng)非常明顯，影響數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確度，較難作為常規(guī)實(shí)驗(yàn)室分析方法使用。
為了更好地避免元素分餾效應(yīng)的影響，本文實(shí)驗(yàn)中，采用J200飛秒級(jí)激光進(jìn)樣-多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜分析技術(shù)對(duì)鋯石進(jìn)行了原位單點(diǎn)²³⁸U/²⁰⁶Pb比值的測(cè)定，用于探索飛秒級(jí)激光進(jìn)樣-多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)在20μm較小激光束斑下，對(duì)鋯石進(jìn)行原位單點(diǎn)分析時(shí)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
 
實(shí)驗(yàn)儀器及參數(shù)設(shè)置
本次實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)應(yīng)用光譜公司（Applied Spectra，Inc）J200  343nm飛秒激光進(jìn)樣系統(tǒng)與Neptune  Plus多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀聯(lián)用（fs  LA-MC-ICP-MS），儀器實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下所示：
l 美國(guó)應(yīng)用光譜公司J200  343nm飛秒激光進(jìn)樣系統(tǒng)
Ø 飛秒激光器波長(zhǎng)： 343 nm  
Ø 激光脈沖最大能量：120μJ

Ø 重復(fù)頻率：4 Hz
Ø 采樣方式：原位單點(diǎn)多脈沖
Ø 脈沖次數(shù)：190次
Ø 采樣激光束斑大�。�20μm
Ø He氣流速：0.52 L/min
Ø Ar氣流速：1.2 L/min
 
l Neptune  Plus多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀
Ø 冷卻氣流量：15L/min
Ø 輔助氣流量：1.0L/min
Ø RF功率：1000W
Ø 提取電壓：2000V
Ø ²³⁸U靈敏度：50mv/ppb
Ø 取樣時(shí)間：54S（采集空白數(shù)據(jù)20S）
Ø 多接收杯結(jié)構(gòu)
 

 
 
實(shí)驗(yàn)方法
1、鋯石樣品測(cè)試前，首先對(duì)激光條件進(jìn)行了校正及設(shè)置，采用J200飛秒激光進(jìn)樣系統(tǒng)對(duì)NIST 610標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行了線性?huà)呙瑁�激光脈沖能量：100%；束斑大�。�20μm；重復(fù)頻率：20HZ），調(diào)節(jié)儀器參數(shù)使²³⁸U信號(hào)升至3V左右，并且信號(hào)平穩(wěn)。
2、在最優(yōu)激光條件下對(duì)鋯石樣品進(jìn)行原位單點(diǎn)多脈沖采樣，激光能量為最大值的30%，取樣時(shí)間54S（空白數(shù)據(jù)采集20S）。在選取采樣位置時(shí)，由于此鋯石樣品內(nèi)部具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，避開(kāi)存在。
 
裂隙的鋯石以及鋯石的核部，采用20um斑束，選擇環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯的鋯石進(jìn)行剝蝕。采樣位置如圖1所示，J200飛秒激光進(jìn)樣操作界面如圖2所示：
 

 
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
1、MS信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定性及分餾效應(yīng)，如圖3所示：

圖3：MS信號(hào)強(qiáng)度（紅色代表²³⁸U、藍(lán)色代表²⁰⁶Pb、綠色代表²⁰⁷Pb）

由圖3我們可以看到，在數(shù)據(jù)信號(hào)采集過(guò)程中，每一種同位素的信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定。同時(shí)，三種同位素信號(hào)強(qiáng)度的變化行為較為一致，元素的分餾效應(yīng)較小，符合鋯石的基本特點(diǎn)。
 
2、同位素比值及RSD偏差，如圖4所示：

    
 
由圖4我們可以看到²³⁸U/²⁰⁶Pb比值數(shù)據(jù)穩(wěn)定性相對(duì)較好，通過(guò)Excel軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到所有有效采集時(shí)間段內(nèi)的²³⁸U/²⁰⁶Pb比值的RSD偏差約為3%。
 
結(jié)論
采用J200飛秒激光進(jìn)樣系統(tǒng)對(duì)鋯石進(jìn)行20μm原位單點(diǎn)采樣時(shí)，其元素分餾效應(yīng)相對(duì)較小，通過(guò)質(zhì)譜分析所得到的²³⁸U/²⁰⁶Pb比值數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較好，可以作為激光小束斑（20μm）原位單點(diǎn)測(cè)定鋯石同位素比值的常規(guī)實(shí)驗(yàn)室手段。另外，通過(guò)J200飛秒激光進(jìn)樣系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，或可實(shí)現(xiàn)微小束斑（5μm以下）鋯石同位素比值的測(cè)定。