研究人员使用飞秒激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱测定金红石中钛同位素

　　地球科学研究团队开发了一种高分辨率方法，使用飞秒激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱 (fs-LA-MC-ICP-MS) 测定金红石中的钛同位素，为地质过程提供有价值的见解。

　　研究人员开发了一种新方法，可以高精度和高空间分辨率测定金红石中的钛同位素。该研究发表在Spectrochimica Acta B 部分：原子光谱学上，采用飞秒激光烧蚀多收集器电感耦合等离子体质谱法 (fs-LA-MC-ICP-MS) 分析金红石——一种常见形式的二氧化钛 (TiO 2 )属于氧化物矿物组——并研究钛的同位素分馏 (1)。

　　fs-LA-MC-ICP-MS 是一种先进的分析技术，涉及使用飞秒激光以高精度和空间分辨率烧蚀金红石样品。烧蚀后的材料随后被输送到电感耦合等离子体 (ICP) 源，在那里被电离并被引入质谱仪。质谱仪中的多收集器系统允许同时测量钛的多种同位素，提供有关同位素分馏的宝贵信息。该技术使研究人员能够研究金红石样品中钛的成分和同位素比率，有助于了解地质过程并作为潜在的地球化学示踪剂。

　　铁钛 (Fe-Ti) 氧化物的结晶会导致岩浆分异过程中钛同位素的显着变化。金红石 (TiO 2 ) 作为火成岩、变质岩和沉积岩中显着的富钛矿物，为地质过程提供了宝贵的见解。新开发的方法利用 fs-LA-MC-ICP-MS 使研究人员能够以出色的精度和空间分辨率确定金红石中钛的质量相关同位素分馏。

　　为了提高钛信号的灵敏度并实现低频消融和高分辨率分析，采用了高灵敏度锥体组合。然而，研究人员遇到了通常发生在低消融频率下的信号波动。为了解决这个问题，采用了信号平滑设备，以确保稳定和准确的测量。

　　结果表明，激光参数的调整和湿等离子体条件的使用有效地减轻了对更高 δ 49 Ti 值的偏差。通过这些优化，该方法实现了水平方向约 10 μm 和垂直方向约 4 μm 的空间分辨率。δ 49 Ti 结果的准确性保持在 ±0.010% 的精度。金红石样品的长期测量显示出出色的重现性，验证了该方法的可靠性。

　　使用溶液 MC-ICP-MS 和 fs-LA-MC-ICP-MS 对九种天然金红石晶体的测量值进行比较，得出一致的 δ 49 Ti 值，进一步证实了新开发技术的稳健性。值得注意的是，观察到 12 个金红石样品中 δ 49 Ti的显着变化（高达 ≈0.294%），突出了金红石中钛同位素作为有价值的地球化学示踪剂的潜力。

　　这种开创性的方法提供了对金红石晶体中钛同位素的前所未有的洞察力，从而可以更好地了解地质过程及其影响。鉴定出的USA75、Bra12、Sco2和Bra6等均质金红石晶体可作为未来原位测量钛同位素比值的重要参考材料。

　　该研究建立了一种强大的分析方法来研究金红石中的钛同位素，为地球化学研究开辟了新途径，并促进了我们对地球地质历史的理解。