Определение редких и рассеянных элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой
Диссертация
В некоторых единичных работах были описаны признаки обратной зависимости между содержаниями РЗЭ и ЭПГ в породах, что привлекло особое внимание геохимиков. Для подтверждения этого предположения использовались результаты ИСП-МС определения редких и рассеянных элементов в породах из ряда разнотипных мафит-ультрамафитовых массивов. Аналитические результаты получены автором диссертации на основе… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Редкие и рассеянные элементы в геологических образцах и методы их определения (литературный обзор)
- 1. 1. Редкие и рассеянные элементы как индикаторы геологических процессов
- 1. 1. 1. Редкоземельные элементы
- 1. 1. 2. Тугоплавкие элементы
- 1. 1. 3. Элементы платиновой группы и рений
- 1. 2. Аналитические методы, применяемые для определения редких и рассеянных элементов
- 1. 2. 1. Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА)
- 1. 2. 2. Инструментальный нейтронно-активационный анализ (ИНАА)
- 1. 2. 3. Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС)
- 1. 2. 4. Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС)
- 1. 3. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), преимущества и недостатки метода
- 1. 3. 1. Спектральные интерференции и способы их минимизации
- 1. 3. 2. Устройство ИСП масс-спектрометра высокого разрешения ELEMENT
- 1. 3. 3. Способы градуировки
- 1. 3. 3. 1. Внешняя градуировка
- 1. 3. 3. 2. Сочетание внешней градуировки с внутренним стандартом
- 1. 3. 3. 3. Изотопное разбавление
- 1. 3. 3. 4. Способы градуировки при использовании ИСП-МС с лазерной абляцией
- 1. 1. Редкие и рассеянные элементы как индикаторы геологических процессов
- 1. 4. Химическая подготовка
- 1. 4. 1. Способы химического разложения твердых образцов
- 1. 4. 1. 1. Сравнение разных способов химического разложения проб при определении РЗЭ и ТПЭ
- 1. 4. 1. 2. Сравнение разных способов химического разложения проб при определении ЭПГ и рения
- 1. 4. 2. Способы концентрирования и отделения ЭПГ от компонентов матрицы
- 1. 4. 3. Особенности химической подготовки проб при определении ЭПГ и рения на уровне п.10"11 — п.10"8 г/г
- 1. 4. 1. Способы химического разложения твердых образцов
- 1. 5. Геологические стандартные образцы
Список литературы
- Шоу Д. М. Геохимия микроэлементов кристаллических пород. Москва: Недра. — 1969. — 207с.
- Show D.M. Trace elements in magmas. A Theoretical Treatment. Cambridge University Press. 2006. — 243 c.
- Ежовска-Тршебятовска Б., Копач С, Микульский Т. Редкие элементы. Часть I. Пер. с польск. Москва: Мир. 1979. — 369 с.
- Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть II. Под ред. К. А. Большакова. Москва: Высшая школа. 1976. — 359 с.
- Костицын Ю.А. Накопление редких элементов в гранитах // Природа. 2000.- № 1. — С.21−30.
- Dun Т., Sen С. Mineral/matrix partition coefficients for orthopyroxene, plagioclase, and olivine in basaltic to andesitic systems: A combined analytical and experimental study// Geochim. Cosmochim. Acta. 1994. — V.58. — P. 717−733.
- Соботович Э.В., Семененко В. П. Вещество метеоритов. Киев.: Наукова Думка. 1984. — 192 с.
- Jochum К.Р., Seufert H. M., Spettel В., Palme H. The solar system abundances of Nb, Ta and Y, and the relative abundances of refractory lithophile elements in differentiated planetary bodies // Geochim. Cosmochim. Acta. 1986. — V. 50. — P. 1173−1183.
- David K., Schiano P. A. Assessment of Zr/Hf fractionation in oceanic basalts and continental materials during petrogenetic processes // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. -V. 178.-P. 285−301.
- Munker C. Nb/Ta fractionation in Cambrian arc/back arc system, New Zeland: source constraints and application of refined ICP-MS techniques // Chem. Geol. -1998.-V. 144.-P. 23−45.
- Weyer S., Munker C., Rehkamper M., Mezger K. Determination of ultra-low Nb, Ta, Zr and Hf concentrations and the chondritic Zr/Hf and Nb/Ta ratios by isotope dilution analyses with multiple collector ICP-MS //Chem. Geol. 2002. — V. 187. — P. 295−313.
- Weyer S., Munker C., Mezger K. Nb/Ta, Zr/Hf and REE in the depleted mantle: implications for the differentiation history of the crust-mantle system // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. — V. 205. — P. 309−324.
- Green T. H. Significance of Nb/Ta as an indicator of geochemical processes in the crust-mantle system // Chem. Geol. 1995. — V.120. — P.347−359.
- Vermeesch P. Tectonic discrimination of basalts with classification trees Geochim. Cosmochim. Acta. 2006. — V.70. — P. 1839−1848.
- Walker R.J., Morgan J.W., Bearly E.S., Smoliar M.I., Czamanske G.K., Horan M.F. Application of the 190Pt-1860s isotope system to geochemistry and cosmochemistry// Geochim. Cosmochim. Acta. 1997. — V. 61. — P. 4799−4807.
- Meisel T., Moser J. Reference materials for geochemical PGE analysis: new analytical data for Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt and Re by isotope dilution ICP-MS in 11 geological reference materials // Chem. Geol. 2004. — V. 208. — № 1−4. — P. 319−338.
- Ely J., Neal C. Using platinum-group elements to investigate the origin of the Ontong Java Plateau, SW Pacific // Chem. Geol. 2003. — V.196. — P.235−257.
- Pearson D.G., G.J. Irvine, Ionov D.A., Boyd F.R., Dreibus G.E. Re-Os isotope systematics and platinum group element fractionation during mantle melt extraction: a study of massif and xenolith peridotite suites // Chem. Geol. 2004. — V.208. — P.29−59.
- Bezos A., Lorand J.-P., Humler E., Gros M. Platinum-group element systematics in Mid-Oceanic Ridge basaltic glasses from the Pacific, Atlantic, and Indian Oceans // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. — V.69. — № 10. — P. 2613−2617.
- Ballhaus С., Bockrath С., Wohlgemuth-Ueberwasser С., Laurenz V., Berndt J. Fractionation of the noble metals by physical processes // Contrib. Mineral. Petrol.-2006.-V. 152.-P. 667−684.
- Додин Д.А., Чернышев H.M., Яцкевич Б. А. Платина России. Проблемы развития минерально-сырьевой базы платиновых металлов в XXI в. 1999. — Т. III.-Кн. 1.-С. 9−21
- Djingova R., Heidenreich Н., Kovacheva P., Markert В. On the determination of platinum group elements in environmental materials by inductively coupled plasma mass spectrometry and microwave digestion // Anal. Chim. Acta. 2003. — V.489. — P. 245−251.
- Ревенко А.Г. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ природных материалов. Новосибирск: ВО «Наука».- 1994. 264с.
- Robinson P., Higgins N.C., Jenner G.A. Determination of rare earth elements, yttrium and scandium by an ion exchange — X- ray fluorescence technique // Chem. Geol. 1986. — V. 55. — P.121−137.
- Dai Kin F., Prudencio I., Gouveia A., Magnusson E. Determination of Rare Earth Elements in Geological Reference materials: A Comparative Study by INAA and ICP-MS // Geostandards Newsletter. 1999. — V.23. — № 1. — P. 47−58.
- Jarvis K.E., Jarvis I. Determination of the rare earth elements and Y in thirty seven international silicate reference materials by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry // Geostandards Newsletter. V.12. — P. 1−12.
- Barefoot R.R., Van Loon J.C. Recent advances in the determination of the platinum group element and gold // Talanta. 1999. — V.49. — P. 1−14.
- Pohl P., Prusisz В., Zyrnicki W. Application of Metalfix Chelamine prior to the determination of noble metals by the inductively coupled plasma atomic emission spectrometry // Talanta. 2002. — V. 67. — № 1. — P. 155−161.
- Серегина И. Ф., Бухбиндер Г. Л., Шабанова Л. Н., Гильберт Э. Н., Петрухин О. Н., Золотов Ю. А. Экстракционно атомно-эмиссионное определение платиновых металлов с использованием индуктивно-связанной плазмы // ЖАХ. — 1986. — Т41. — № 5. — С. 861 — 869.
- Золотов Ю. А., Цизин Г. И., Дмитриенко С. Г., Моросанова Е. И. Сорбционное концентрирование микроэлементов из растворов. Применение в неорганическом анализе // Ин-т общей и неорг. химии им. Н. С. Курнакова РАН. -М.: Наука.-2007.-320с.
- Колпакова Н. А., Шифрис В. С., Швейц Л. А., Крапоткина С. В. Определение платиновых металлов и золота методом инверсионной вольтамперометрии //ЖАХ. 1991. — Т.46. — № 10. — С. 1910−1913.
- Аналитическая химия металлов платиновой группы. Сост. Золотов Ю. А., Варшал Г. М., Иванов В. М. М. Едиториал УРСС. 2003. — 592 с.
- Иванов А. В., Лазарев И. А. Концентрирование раствора пробы в графитовой кювете электротермического атомизатора для атомно-абсорбционного анализа // Заводская лаборатория. 1993. — № 8. — С. 22 -23.
- Джеффери П. Химические методы анализа горных пород М.: Мир. — 1973. -468с.
- Руководство по химическому анализу платиновых металлов и золота Гинсбург С. И., Гладышевская К. А., Езерская Н. А. и др. Москва: Наука. 1965. -310 с.
- Цимбалист В.Г. Определение благородных металлов в природных материалах методом беспламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии // Физические методы анализа в геохимии: Сб. науч. трудов. Новосибирск. -1978.-С. 78−94
- Елохин В. А., Чернецкий С. M., Чопоров Д. Я. Масс-спектрометрия с ионизацией в индуктивно- связанной плазме: основы метода и области применения//ЖАХ. 1991. — Т.46. — Вып.9. — С.1669−1674.
- Музгин В. Н., Емельянова Н. Н., Пупышев А. А. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой — новый метод в аналитической химии // Аналитика и контроль. 1998. — № 3−4. — С. 3−25.
- Jenner G. A., Longerich Н. P., Jackson S. Е. and Fryer В. J. ICP-MS, А powerful tool for high-precision trace-element analysis in Earth sciences: Evidence from analysis of selected U.S.G.S. reference samples // Chem. Geol. — 1990. — V. 83. -P. 133−148.
- Пупышев А. А., Суриков В. Т. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. Образование ионов. / Екатеринбург: УрО РАН. 2006. — 276 с.
- Willbold М., Jochum К. P. Multi-element isotope dilution sector field ICP-MS: A precise technique for the analysis of geological materials and is application to geological reference materials // Geostandards Newsletter. 2005. — V.29. — № 1. — P. 63−82.
- Balaram V. Recent trends in the instrumental analysis of rare earth elements in geological and industrial materials // Trends in Analytical Chemistry. 1996. — V. 15.- P. 475−485.
- Potts P. J. Geoanalisys: Past, Present and Future // The Analyst. 1997. — V. 122. -P. 1179−1186.
- Robinson Ph., Townsend Т., Yu Z., Miinker C. Determination of Scandium, Yttrium and Rare Earth Elements in Rocks by High Resolution Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry // Geostandards Newsletter. 1999. — V.23. — № 1. — P. 31−46.
- Томсон M., Уолш Д. H. Руководство по спектрометрическому < анализу с индуктивно-связанной плазмой. Москва: Недра. 1988. — 288 с.
- Jackson S. The Application of Nd: YAG Lasers in LA-ICP-MS // Laser-Ablation-ICPMS in the Earth Sciences. Edited by Paul Syvester. Short Course Series. V. 29. -St. John’s, Newfoundland. — 2001. — A1B 3X5 Canada. — P. 29−46.
- Vaughan M. A., Horlick G. Oxide, Hydroxide and Doubly Charged Analyte Species in Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry // Applied Spectroscopy.- 1986. V.40. — № 4. — P. 434−444.
- Pearson D. G., Woodland S. J. Solvent extraction/anion exchange separation and determination of PGEs (Os, Ir, Pt, Pd, Ru) and Re-Os isotopes in geological samples by isotope dilution ICP-MS // Chem. Geol. 2000. — V.165. — P. 87−107.
- Eggins S. M., Woodhead J. D., Kinsley L. P. J. et al. A simple method for the precise determination of >40 trace elements in geological samples by ICP-MS using enriched isotope internal standardization // Chem. Geol. 1997. — V. 134. — P. 311 326.
- Doherty W. An internal standardization procedure for the determination of Y and the rare earth elements in geological materials by inductively coupled plasma-mass spectrometry // Spectrochim. Acta. 1989. — V. 44B. — № 3. — P. 263−280.
- Longerich H. P., Jenner G. A., Fryer B. J., Jackson S. E. Inductively coupled plasma mass spectrometric analysis of geological samples: A critical evaluation based on case studies // Chem. Geol. — 1990. — V. 83. — P. 105−118.
- Мельников H. H., Горохов И. M. Развитие и применение методов ядерной геохронологии. Л.: Наука. 1976. — 70с.
- Костицын Ю. А., Журавлев А. 3. Анализ погрешностей и оптимизация метода изотопного разбавления // Геохимия. 1987. — № 7. — С. 1024−1036.
- Фор Г. Основы изотопной геологии. Пер. с англ. Москва: Мир. 1989. -590с.
- Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. Москва: Химия. 1984. — 427с.
- Yu Z., Robinson Ph., McGoldrick P. An Evaluation of Methods for the Chemical Decomposition of Geological Materials for Trace Element Determination using ICP-MS // Geostandards Newsletter. 2001. — V. 25. — № 2−3. — P. 199−217.
- Yokoyama Т., Makishima Ak., Nakamura Eizo. Evaluation of the coprecipitation of incompatible trace elements with fluoride during silicate rock dissolution by acid digestion // Chem. Geol. 1999. — V. 157. — P. 175−187.
- Jarvis К. E. A critical evaluation of two sample preparation techniques for low-level determination of some geologically incompatible elements by inductively coupled plasma-mass spectrometry // Chem. Geol. 1990. — V. 83. — P. 89−103.
- Ingamells С. O. Lithium metaborate flux in silicate analysis //Anal. Chim. Acta. 1970.-V. 52.-P. 323 -334.
- Balcerzak M. Sample Digestion Methods for the Determination of Traces of Precious Metals by Spectrometric Techniques // Analytical Sciences. 2002. — V.18.- P.737−747.
- Чмиленко Ф. А., Воропаев В. А., Деркач Т. M. Пробирно-атомно-абсорбционное определение содержения благородных металлов в рудах с использованием ультразвука при разложении проб // ЖАХ. 2002. — Т. 57. — № 9.- С. 929 932.
- Вельский JI. К., Очертянова JI. И., Мустяца В. Н., Золотов Ю. А. Определение платины палладия и родия в углеродистых породах. // ЖАХ. -1999. Т. 54. — № 1. — С. 95 — 100.
- Варшал Г. М., Велюханова Т. К., Кощеева И. Я., Баранова Н. Н., Козеренко С. В., Галузинская А. X, Сафронова Н. С., Банных JI. Н. О концентрировании благородных металлов углеродистым веществом пород. // Геохимия. 1994. -№ 6.-С. 814−823.
- Цимбалист В. Г., Разворотнева JI. И., Аношин Г. Н., Юсупов Т. С. О проблеме растворения хромитов при определении платиновой группы // ЖАХ. -1999. Т. 54. — № 10. — С. 1031−1036.
- Ригин В. И., Еремина А. О. Экстракционно атомно-абсорбционное определение платиновых металлов с разложением пробы фторированием // ЖАХ. — 1984. — Т. 39. — № 3. — С. 510−514.
- Ригин В. И. Атомно-флуоресцентное определение платиновых металлов после разложения пробы фтором // ЖАХ. 1984. — Т. 39. — № 4. — С. 684 — 653.
- Mitkin V. N., Zayakina S. В., Anoshin G. N. New Technique for the Determination of Trace Noble-Metal Content in Geological and Process Materials // Spectrochim. Acta. Part B: Atomic Spectroscopy. 2003. — V. 58. — № 2. — P. 311 328.
- Цимбалист В. Г. Определение благородных металлов в природных материалах методом беспламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии // Физические методы анализа в геохимии: Сб. науч. трудов. Новосибирск. -1978. — С. 78−94
- Благородные металлы: химия и анализ: сб. науч. тр. СО РАН, Ин-т неорганической химии. Новосибирск. — 1989. — 183 с.
- Юхин Ю. М., Удалова Т. А., Цимбалист В. Г., Шацкая С. С. Применение Ди-2 этилгиксилдитиофосфорной кислоты в смеси с различными экстрагентами для определения Аи и Ag. // ЖАХ. 1988. — Т. 43. — № 6. — С. 1020 — 1022.
- Gros М., Lorand J.-P., Luguet A. Analysis of platinum group elements and gold in geological materials using NiS fire assay and Те coprecipitation- the NiS dissolution step revisited // Chem. Geol. 2002. — V. 185. — P. 179−190.
- Москвин Л. H., Якимова Н. М., Алексеева И. А. Атомно-абсорбционное определение платины с экстракционно-хроматографическам концентрированием из водных сред // ЖАХ. 2005. — Т. 60. — № 1. — С. 16−21.
- Мясоедова Г. В., Малофеева Г. И. Сорбционные методы концентрирования благородных металлов. // ЖАХ. 1979. — Т. 34. — № 10. — С. 1626−1634.
- Barefoot R. R. Determination of platinum group elements and gold in geological materials: a review of recent magnetic sector and laser ablation applications // Anal. Chim. Acta. 2004. — V.509. — P. 119−125.
- Jarvis I., Totland M., Jarvis K. E. Determination of the platinum-group elements in geological materials by ICP-MS using microwave digestion, alkali fusion and cation-exchange chromatography // Chem. Geol. 1997. — V. 143. — P. 27−42.
- Pretorius W., Chipley D., Kysor K., Helmstaedt H. Direct determination of trace levels of Os, Ir, Ru, Pt, and Re in kimberlite and other geological materials using HR-ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. 2003. — V. 18. — P. 302−309.
- Shirey S., Walker R. Carius Tube Digestion for Low-Blank Rhenium-Osmium Analysis //Anal. Chem. 1995. — V.67. — P. 2136−2141.
- Moody J. R., Beary E. S. Purified reagents for trace metal analysis // Talanta. -1982.-V. 29.-P. 1003−1010.
- Govindaraju K. 1994 compilation of working values and sample description for 383 geostandards. // Geostandards Newsletter. 1995. — V. 18 (Special Issue). — 1581. P
- Terashima S., Imai N., Itoh S. et al. 1993 Compilation of Analytical Data for Major Elements in Seventeen GSJ Geochemical Reference Samples, «Igneous Rock Series,» // Bulletin of the Geological Survey (Society) of Japan. 1994. — V. 45. — P. 305−381.
- Dulski P. Reference Materials for Geochemical Studies: New analytical data by ICP-MS and critical discussion of reference values // Geostandards Newsletter. -2001. V. 25. — № 1. — P. 87−125.
- Ujiie-Mikoshiba M., Imai N., Terashima S. et al. Geochemical mapping in northern Honshu, Japan // Appl. Geochem. 2006. — V. 21. — P. 492−514.
- Eggins S. M. Laser Ablation ICP-MS Analysis of Geological Materials Prepared as Lithium Borate Glasses // Geostandards Newsletter. 2003. — V. 27. — № 2. — P. 147−162.
- Korotev R. L. A Self-Consistent compilation of elemental concentration data for 93 geochemical reference samples // Geostandards Newsletter. 1996. — V. 20. — № 2. -P. 217−245.
- Puchtel I. S., Humayum M., Campbell A. J., Sproule R. A., Lesher С. M. Platinum group element geochemistry of komatiites from the Alexo and Руке Hill areas, Ontario, Canada. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V.68 (6). P. 1361−1383.
- Puchtel I. S., Humayum M. Higly siderophile element geochemistry of 187-Os-enriched Kostomuksha komateiites, Baltic shield // Geochim. Cosmochim. Acta. -2005. V.69 — № 6. — P. 1607−1618.
- Snow J. E., Schmidt G. Constraints on Earth accretion deduced from noble metals in the oceanic mantle //Nature. 1998. — V. 391. — P. 166−169.
- Петров JI. JI. Каталог Стандартные образцы химического состава природных минеральных веществ. — Иркутск. — 2006. — 54 с.
- Арнаутов Н. В. Стандартные образцы химического состава природных минеральных веществ. Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР. 1990 — 204 с.
- Иванов А. В., Палесский С. В. Анализ изотопных отношений осмия методом ICP-MS при химическом травлении молибденита: приложение к Re-Os датированию с предварительной нейтронной активации // Геохимия. 2003. -№ 10.-С. 1121−1126.
- Rosman К. J. R., Taylor P. D. P. Isotopic compositions of the elements 1997 // Pure Appl. Chem. 1998. — V. 70. — P. 217−235.
- Афанасьев В. П., Икорский В. Н., Воблый П. Д., Агашев А. М., Палесский С. В., Колмогоров Ю. П. Магнитные свойства и микропримесный состав природных алмазов как отражение условий их генезиса // Геохимия, в печати
- Иванов А. В., Перепелов А. Б., Палесский С. В., Николаева И. В. Первые данные по распределению элементов платиновой группы (Ir, Os, Ru, Pt, Pd) и Re в островодужных базальтах Камчатки // ДАН. 2008. — Т. 420. — № 1. — С.92−96.
- Шацкий В. С., Ситникова Е. С., Козьменко О. А., Палесский С. В., Николаева И. В., Заячковский А. А. Поведение несовместимых элементов в процессе ультравысокобарического метаморфизма // Геол. и геофиз. 2006. — Т. 47. — № 4. — С. 485−498.
- Zhou M., Robinson P., Malpas J., Edwards S., Qi L. REE and PGE Geochemical Constraints on the Formation of Dunites in the Luobusa Ophiolite, Southern Tibet // Journal of Petrology. 2005. — V. 46. — № 3. — P. 615−639.
- Kepezhinskas P., Defant М. J., Widom Е. Abundance and distribution of PGE and Au in the island-arc mantle: implications for sub-arc metasomatism // Lithos.-2002.-V. 60.-P. 113−128.
- Mclnnes В. I. A., McBride J. S., Evans N. J., Lambert D. D., Andrew A. S. Osmium isotope constraints on ore metal recycling in subduction zones // Science. -1999.-V. 286.-P. 512−516.
- Crocket J. H. Platinum-group elements in basalts from Maui, Hawai’i: Low abundances in alkali basalts // Canadian Mineralogist. 2002. — V. 40. — P. 595−609.
- Chazey III W.J., Neal C. R. Platinum-group element constraints on source composition and magma evolution of the Kergulen Plateau using basalts from ODP leg 183 // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. — V. 69. — P. 4685−4701.