硫化物是自然界中常見的一類礦物,其形成往往與地質(zhì)運動或生命活動相關。硫化物中的硫同位素組成是示蹤生命活動,厘定地質(zhì)過程的重要依據(jù)。傳統(tǒng)離子探針硫同位素分析精度雖然可以達到0.1-0.2 ‰,但其束斑一般為10-30 μm,不適用于微生物活動相關的微細硫化物顆粒(<5 µm)和硫化物復雜環(huán)帶等樣品的硫同位素分析。納米離子探針具有高空間分辨的特點,但通常其分析精度較傳統(tǒng)離子探針遜色,前人在~2 µm空間分辨下,硫化物硫同位素分析的精度僅為2-4‰,制約了其在地球科學中的應用。
為獲得更高的空間分辨和分析精度,中科院地質(zhì)地球所納米離子探針實驗室張建超等人以納米離子探針為平臺,開展了超高空間分辨與高精度的硫同位素分析方法研究。QSA效應(電子倍增器無法記錄幾乎同時到達的兩個離子而造成的測量誤差)是制約高精度同位素分析的關鍵因素,該研究創(chuàng)新性的提出了精確校正QSA效應方法,并成功研發(fā)了不同空間尺度內(nèi)硫同位素高精度分析的實驗方法,其空間分辨和外部分析精度分別為:~5 µm尺度內(nèi)分析精度<0.3‰、 ~2 µm尺度內(nèi)分析精度<0.5‰、 ~1 µm尺度內(nèi)分析精度<1‰。這一結果是同等空間分辨下最優(yōu)的分析精度,處于國際領先水平,能夠滿足微米-亞微米尺度的硫化物顆粒(如草莓狀黃鐵礦)及復雜環(huán)帶的高精度硫同位素分析的需求。
該研究成果近期發(fā)表在國際知名分析技術刊物Journal of Analytical Atomic Spectrometry上(Zhang et al. Improved precision and spatial resolution of sulfur isotope analysis using NanoSIMS.Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2014, 29(10) : 1934-1943)。