人員組成:

實(shí)驗(yàn)室定位：

納米離子探針實(shí)驗(yàn)室聚焦于行星科學(xué)中的高空間分辨率及低本底分析測試。面對此需求，近年來對儀器硬件系統(tǒng)進(jìn)行升級、改造。升級氧源為RF源空間分辨率提升4倍。實(shí)驗(yàn)室自主改造真空系統(tǒng)，將腔體本底下降50%

技術(shù)創(chuàng)新：

依托升級改造后的儀器平臺，新建立有（1）亞微米鋯石圖像定年技術(shù)；（2）無水礦物水含量及同位素分析技術(shù)；（3）高空間分辨，高精度磷灰石Cl同位素分析。發(fā)表在AS，JAAS等國際分析技術(shù)期刊。

重大任務(wù)支持及成果：

實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)嫦娥五號樣品的部分分析任務(wù)，納米離子探針的低本底水含量及同位素分析結(jié)果經(jīng)估算出的月幔源區(qū)的水含量僅為1-5微克/克，表明嫦娥五號玄武巖的源區(qū)非?！案伞?，并報(bào)道在Nature期刊上。實(shí)驗(yàn)室還支撐了嫦娥五號樣品的太陽風(fēng)分析，氯同位素、S同位素分析等工作，文章被NC, EPSL, GRL等刊物。

另外，實(shí)驗(yàn)室聚焦其他地外樣品，開展納米離子探針微區(qū)研究。對一系列的月球隕石樣品、火星隕石樣品、月巖樣品開展納米離子探針微區(qū)研究，包括，阿波羅樣品的微量元素及年代學(xué)分析，火星隕石的揮發(fā)分及年代學(xué)分析等。相關(guān)成果報(bào)道在EPSL，JGR，GCA等Ni期刊上。

儀器介紹：

我所的Cameca NanoSIMS 50L型納米離子探針于2010年12月引進(jìn)，2011年3月通過驗(yàn)收，開始試運(yùn)行，它是目前我國唯一的一臺納米離子探針。 　

工作原理:

Cameca NanoSIMS 50L型納米離子探針相比于傳統(tǒng)的離子探針具有較高的靈敏度和極高的空間分辨率，這主要得益于Cameca公司對NanoSIMS 50L型納米離子探針?biāo)龅母倪M(jìn)。把原來的一次離子傾斜入射改成垂直入射，并使一次離子流和二次離子流共同使用一套共軸透鏡系統(tǒng)（見下圖）。一次離子流垂直入射可達(dá)到縮小束斑直徑（即提高空間分辨率），增加離子束亮度，減小儀器掃描成像失真度的目的。使用共軸透鏡系統(tǒng)大大縮短了接收二次離子的浸沒透鏡與樣品表面間的距離，進(jìn)而顯著提高二次離子流的接收效率以及儀器的靈敏度。

重要特點(diǎn)：

1.高空間分辨率。銫離子源狀態(tài)下，一次束離子束斑小于50納米；氧離子源狀態(tài)下，一次束離子束斑小于200納米。

2.高傳輸效率。在質(zhì)量分辨率為6000時，二次離子傳輸效率>55%；在質(zhì)量分辨率為9000時，二次離子傳輸效率>20%。

3.極高的靈敏度。在亞微米區(qū)域內(nèi)可獲得微量級靈敏度。

4.多接收器。有7個平行的質(zhì)量分析器，可同時分析7種元素或同位素。同時測量的最大元素與最小元素的質(zhì)量比可達(dá)到22，即Mmax/Mmin = 22。

分析方法：

Cameca NanoSIMS 50L型二次離子探針質(zhì)譜儀能夠?qū)μ烊坏V物、固體材料或生物組織的微區(qū)或微小顆粒，進(jìn)行原位的同位素和微量元素分析，并能對一微區(qū)內(nèi)元素和同位素的分布進(jìn)行掃描成像。目前，在國際上NanoSIMS已被廣泛應(yīng)用于比較行星學(xué)、地球科學(xué)、材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)研究中。本所的NanoSIMS 50L型納米離子探針已經(jīng)開發(fā)出如下分析方法：

（1）超高空間分辨鋯石U-Pb/Pb-Pb定年

（2）礦物微量元素分布圖像分析（定量）

（3）生物、環(huán)境樣品元素及同位素圖像分析

（4）磷灰石和硅酸鹽玻璃水含量和H同位素分析

（5）高空間分辨C-O-S同位素分析。

成果展示：

近年來，該實(shí)驗(yàn)室在分析方法和技術(shù)方面，取得了一系列新進(jìn)展，其中代表性的論文如下：

（1）高空間分辨同位素分布圖像分析：

1.Lin Y, El Goresy A, Hu S, Zhang J, Gillet P, Xu Y, Hao J, Miyahara M, Ouyang Z, Ohtani E, Xu L, Yang W, Feng L, Zhao X, Yang J, Ozawa S: NanoSIMS analysis of organic carbon from the Tissint Martian meteorite: Evidence for the past existence of subsurface organic-bearing fluids on Mars. Meteoritics & Planetary Science 2014, 49:2201-18.

2.Zhao X, Floss C, Lin Y, Bose M: Stardust Investigation into the Cr Chondrite Grove Mountain 021710. The Astrophysical Journal 2013, 769:49.

3.Miyahara M, Ohtani E, El Goresy A, Lin Y, Feng L, Zhang J-C, Gillet P, Nagase T, Muto J, Nishijima M: Unique large diamonds in a ureilite from Almahata Sitta 2008 TC3 asteroid. Geochimica et Cosmochimica Acta 2015, 163:14-26.

4.Xu Y, Zinner E, Gallino R, Heger A, Pignatari M, Lin Y: Sulfur Isotopic Compositions of Submicrometer SiC Grains from the Murchison Meteorite. Astrophysical Journal 2015, 799.

5.Xiao J, Wen Y, Li H, Hao J, Shen Q, Ran W, Mei X, He X, Yu G: In situ visualisation and characterisation of the capacity of highly reactive minerals to preserve soil organic matter (SOM) in colloids at submicron scale. Chemosphere 2015, 138:225-32.

（2）礦物微量元素分布圖像分析：

1.Zhou Q, Yin Q-Z, Young ED, Li X-H, Wu F-Y, Li Q-L, Liu Y, Tang G-Q: SIMS Pb–Pb and U–Pb age determination of eucrite zircons at<5μm scale and the first 50Ma of the thermal history of Vesta. Geochimica et Cosmochimica Acta 2013, 110:152-75.

2.Peng X, Ta K, Chen S, et al. Coexistence of Fe (II)-and Mn (II)-oxidizing bacteria govern the formation of deep sea umber deposits[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2015, 169: 200-216.

3.Peng X, Chen S, Xu H: Formation of biogenic sheath-like Fe oxyhydroxides in a near-neutral pH hot spring: Implications for the origin of microfossils in high-temperature, Fe-rich environments. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 2013, 118:1397-413.

（3）生物樣品元素及同位素圖像分析：

1.Feng ZT, Deng YQ, Zhang SC, Liang X, Yuan F, Hao JL, Zhang JC, Sun SF, Wang BS: K(+) accumulation in the cytoplasm and nucleus of the salt gland cells of Limonium bicolor accompanies increased rates of salt secretion under NaCl treatment using NanoSIMS. Plant science : an international journal of experimental plant biology 2015, 238:286-96.

2.Chen Y, Li YL, Zhou GT, Li H, Lin YT, Xiao X, Wang FP: Biomineralization mediated by anaerobic methane-consuming cell consortia. Scientific reports 2014, 4:5696.

（4）磷灰石和硅酸鹽玻璃水含量和 H 同位素分析

1.Hu S, Lin Y, Zhang J, Hao J, Yang W, Deng L: Measurements of water content and D/H ratio in apatite and silicate glasses using a NanoSIMS 50L. J Anal At Spectrom 2015, 30:967-78.

2.Hu S, Lin Y, Zhang J, Hao J, Feng L, Xu L, Yang W, Yang J: NanoSIMS analyses of apatite and melt inclusions in the GRV 020090 Martian meteorite: Hydrogen isotope evidence for recent past underground hydrothermal activity on Mars. Geochimica et Cosmochimica Acta 2014, 140:321-33.

（5）高精度穩(wěn)定同位素分析：

1.Yang W, Hu S, Zhang J, Hao J, Lin Y: NanoSIMS analytical technique and its applications in earth sciences. Science China Earth Sciences 2015, 58:1758-67.

2.Lin Y, Feng L, Hao J, Liu Y, Hu S, Zhang J, Yang W: Sintering Nano-crystalline Calcite: A New Method of Synthesizing Homogeneous Reference Materials for SIMS Analysis. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 2014.

3.Zhang J, Lin Y, Yang W, Shen W, Hao J, Hu S, Cao M: Improved precision and spatial resolution of sulfur isotope analysis using NanoSIMS. J Anal At Spectrom 2014, 29:1934-43.

（6）超高空間分辨鋯石 U-Pb/Pb-Pb 定年：

1.Yang W, Lin Y-T, Zhang J-C, Hao J-L, Shen W-J, Hu S: Precise micrometre-sized Pb-Pb and U-Pb dating with NanoSIMS. Journal of Analytical Atomic Spectrometry 2012, 27:479-87.

2.Wang W, Liu X, Hu J, Li Z, Zhao Y, Zhai M, Liu X, Clarke G, Zhang S, Qu H: Late Paleoproterozoic medium-P high grade metamorphism of basement rocks beneath the northern margin of the Ordos Basin, NW China: Petrology, phase equilibrium modelling and U–Pb geochronology. Precambrian Research 2014, 251:181-96.

用戶須知：

　　1 見附件：《中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所納米離子探針實(shí)驗(yàn)室用戶須知》

　　2 收費(fèi)須知：

　　用戶按測試機(jī)時支付儀器使用費(fèi)。以實(shí)驗(yàn)天數(shù)計(jì)費(fèi)（包括選點(diǎn)時間，分析時間以及實(shí)驗(yàn)過程中的樣品抽真空時間）：

　　所外用戶：2萬/天 所內(nèi)用戶：1.6萬/天

　　注：本實(shí)驗(yàn)室不負(fù)責(zé)樣品制備。

　　附件：《納米離子探針實(shí)驗(yàn)室測試服務(wù)申請表》

聯(lián)系方式：

通訊地址：北京市朝陽區(qū)北土城西路19號，建德橋東100米，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，D3樓149室。

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聯(lián)系電話：86-10-82998009