五氟化溴法在剖析金屬氧化物和硅酸鹽礦物的氧放射性核素構(gòu)成時(shí),反映溫度與反應(yīng)速度是核心因素。(目地)在確保反應(yīng)速度的條件下,科學(xué)研究較高反映溫度標(biāo)準(zhǔn)(550~800℃)對(duì)五氟化溴法氧放射性核素構(gòu)成剖析的危害。(方式)在高反映溫度標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)GBW04409開(kāi)展氧放射性核素試品制作與放射性核素構(gòu)成分析表明:(結(jié)果)反映溫度在550~675℃,得到 了較一定量的O2產(chǎn)出率,δ18O集中化在10.4‰~11.8‰范疇,精確度較高;反映溫度高過(guò)700℃后,O2產(chǎn)出率減少,δ18O遍布在10.8‰~26.8‰范疇,δ18O造成顯著的正誤差;根據(jù)分次氟化反映、合拼搜集汽體的形式得到了與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)最佳值相符合的δ18O剖析結(jié)果。(結(jié)果)在高過(guò)700℃的反映溫度標(biāo)準(zhǔn)下,BrF5與鎳管式反應(yīng)器產(chǎn)生反映,提升了實(shí)驗(yàn)試劑耗費(fèi)。因?yàn)锽rF5實(shí)驗(yàn)試劑量不夠,造成 O2產(chǎn)出率稍低進(jìn)而造成氧同位素分餾。
穩(wěn)定同位素統(tǒng)計(jì)分析方法科學(xué)研究是穩(wěn)定同位素生態(tài)學(xué)的關(guān)鍵構(gòu)成部分,它是進(jìn)行放射性核素基礎(chǔ)理論及使用的試驗(yàn)基本。現(xiàn)階段已看到的礦產(chǎn)中,金屬氧化物礦物質(zhì)已逾200種,在地層中普遍遍布;發(fā)覺(jué)的硅酸鹽礦物有600多種,約占已經(jīng)知道礦物質(zhì)種的1/4,是三大類(lèi)巖石的首要造巖礦物質(zhì)(潘兆櫓等,1994)。金屬氧化物及硅酸鹽礦物中的氧放射性核素構(gòu)成科學(xué)研究可得到成巖成礦物來(lái)源于(盧琦園等,2018;梁維,2019;趙如意等,2020)、誘因(姜軍勝等,2015)、演變(郝光輝等,2020)等重要信息,是揭露地表中各種地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)學(xué)全過(guò)程的主要方法之一。自Clayton and Mayeda(1963)創(chuàng)建了鋁硅酸鹽及化合物等礦物質(zhì)五氟化溴(BrF5)氧放射性核素統(tǒng)計(jì)分析方法至今,因其具備較高的剖析精密度,促使該統(tǒng)計(jì)分析方法和試驗(yàn)設(shè)備可以在氧放射性核素生態(tài)學(xué)運(yùn)用中得到不斷加強(qiáng)和改善(Clayton,1986;丁悌公平,1988,李延河等,1992;張建鋒等,2021),并變成傳統(tǒng)的氧放射性核素統(tǒng)計(jì)分析方法。
當(dāng)今用以巖層和礦物質(zhì)中氧放射性核素構(gòu)成的統(tǒng)計(jì)分析方法,關(guān)鍵有五氟化溴法、激光器氟化法(Laser-fluorination)及其二次正離子質(zhì)譜(SIMS)。五氟化溴法是在真空泵情況下,試件與BrF5實(shí)驗(yàn)試劑在控溫加溫自然環(huán)境下產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)釋放出來(lái)O2,立即對(duì)O2(張建鋒等,2021)或轉(zhuǎn)換為CO2(Clayton and Mayeda,1963;李延河等,1992)搜集,用汽體放射性核素質(zhì)譜儀器開(kāi)展氧放射性核素剖析;激光器氟化法是在真內(nèi)腔身體,根據(jù)紅外線激光發(fā)生器對(duì)鎳反映盤(pán)里的試件開(kāi)展高溫加溫,并與事先引進(jìn)的BrF5實(shí)驗(yàn)試劑產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)釋放出來(lái)O2,根據(jù)碳分子篩吸咐搜集,引進(jìn)汽體放射性核素質(zhì)譜儀器開(kāi)展氧放射性核素構(gòu)成剖析(Sharp,1990;龔冰和鄭永飛,2003;高建飛和丁悌平,2007;劉熙等,2016);二次正離子質(zhì)譜是使用熱水解銫源造成133Cs 一次離子轟擊試品表層,使小一部分顆粒水解,二次正離子經(jīng)試品表層髙壓加快后進(jìn)到質(zhì)譜儀器按荷質(zhì)比開(kāi)展分離出來(lái),并根據(jù)電磁感應(yīng)定律杯對(duì)16O-和18O-開(kāi)展接受,經(jīng)規(guī)范試品校準(zhǔn)后測(cè)算其氧放射性核素構(gòu)成(Valley et al.,1998;周麗芹等,2012;王潤(rùn)等,2013)。因?yàn)閹r層和礦石中的氧放射性核素構(gòu)成剖析的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)多選用五氟化溴法開(kāi)展時(shí)間常數(shù),這導(dǎo)致激光器氟化法(Laser-fluorination)和二次正離子質(zhì)譜(SIMS)所得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息均與之開(kāi)展較為,點(diǎn)評(píng)其精確度。
BrF5氧放射性核素構(gòu)成統(tǒng)計(jì)分析方法盡管檢測(cè)精密度較高,但試驗(yàn)影響因素較多。已經(jīng)有學(xué)者對(duì)超濾裝置密封性(李延河等,1992)、空氣相對(duì)濕度(鄭淑蕙等,1986,李延河等,1992;張建鋒等,2019)、試品純凈度(李延河等,1992)、氟化實(shí)驗(yàn)試劑純凈度(李延河等,1992;萬(wàn)德芳和李延河,2006)、檢測(cè)汽體目標(biāo)(李延河等,1992;龔冰和鄭永飛,2003;Mattey and Macpherson,1993)、反映溫度及反應(yīng)速度(Clayton and Mayeda,1963;Garlick and Epstein,1967;李延河等,1992;石曉等,2018)等對(duì)氧放射性核素構(gòu)成剖析的危害做好了分析與報(bào)導(dǎo)。Garlick and Epstein(1967)報(bào)導(dǎo)強(qiáng)調(diào),因?yàn)榉从硿囟然蚍磻?yīng)速度不夠,導(dǎo)致試品中的氧獲取不徹底而致使的產(chǎn)出率稍低,會(huì)造成剖析效果造成負(fù)誤差,因?yàn)榉瘜?shí)驗(yàn)試劑不夠致使的產(chǎn)出率稍低會(huì)造成剖析效果造成正誤差;袁維玲等(1996)覺(jué)得試品與BrF5反映歷程的影響因素,反映溫度是具體的,而反應(yīng)速度是主要的,但彼此之間必須合理調(diào)整。高的反映溫度會(huì)加速化學(xué)變化過(guò)程,特別是在針對(duì)化學(xué)變化速率遲緩、反應(yīng)速度較長(zhǎng)的石榴子石、孔雀石、綠簾石、藍(lán)晶石及赤鐵礦等高溫硅化物礦物質(zhì)。過(guò)去針對(duì)高反映溫度對(duì)石頭和礦物質(zhì)中氧放射性核素構(gòu)成剖析結(jié)果的危害科學(xué)研究報(bào)導(dǎo)較少,Clayton and Mayeda(1963)覺(jué)得在700℃下,末見(jiàn)BrF五分解的直接證據(jù),而且在這里溫度下,BrF5與鎳管式反應(yīng)器反映不太顯著;袁維玲和潘飛云(1996)談及溫度過(guò)過(guò)高加重BrF5與鎳金屬?gòu)?fù)合材料的反映;陳忠民(1990)提及反映溫度過(guò)高,實(shí)驗(yàn)試劑浸蝕管式反應(yīng)器,且進(jìn)行析出的氧與管式反應(yīng)器內(nèi)腔反映產(chǎn)生金屬氧化物,以上見(jiàn)解均欠缺系統(tǒng)化試驗(yàn)直接證據(jù),給研究科學(xué)研究工作人員參照造成不變。因而,文中以用以巖層和礦物質(zhì)氧放射性核素構(gòu)成剖析開(kāi)展品質(zhì)監(jiān)管的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)GBW04409(石英石)為研究對(duì)象,進(jìn)行高溫情況下BrF5氧放射性核素構(gòu)成剖析試驗(yàn),討論高反映溫度對(duì)氧放射性核素構(gòu)成剖析的危害,明確巖層和礦物質(zhì)BrF5法氧放射性核素構(gòu)成剖析的反映溫度限制范疇,為獲得高精度、高準(zhǔn)確性的研究結(jié)果給予參照根據(jù)。
在真空環(huán)境情況下,將一定量的含氧量礦物質(zhì)或巖層試件與BrF5實(shí)驗(yàn)試劑在控溫加溫情況下開(kāi)展氟化反映釋放出來(lái)O2,將產(chǎn)生的O2與別的副產(chǎn)品分離出來(lái)、提純后,應(yīng)用5Å碳分子篩對(duì)O2開(kāi)展搜集,解析后引進(jìn)汽體放射性核素質(zhì)譜儀器的雙路氣相系統(tǒng)軟件開(kāi)展氧放射性核素構(gòu)成剖析。
純天然化學(xué)物質(zhì)中氧放射性核素構(gòu)成一般用δ18 O表明,為了更好地有利于國(guó)際性較為,根據(jù)試品與國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)GBW 04409(石英石)δ18 O值的較為精確測(cè)量,將試品δ18 O值轉(zhuǎn)化成相對(duì)性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)V-SMOW的δ18 OV-SMOW值。