符山石（(Ca,Na)19(Al,Mg,Fe)13(SiO4)10(Si2O7)4(OH,F,O)10，IMA分子式）在矽卡巖中廣泛發(fā)育，也產(chǎn)出于變質(zhì)巖和堿性侵入巖體。符山石中Sr可與Ca發(fā)生類(lèi)質(zhì)同象替換進(jìn)入到晶格中，因此符山石含有一定量的Sr（幾十到幾千μg/g），并且含有較低量的Rb（圖1a），對于這種低Rb高Sr的礦物（Rb/Sr < 0.02），其實(shí)測87Sr/86Sr可作為初始Sr同位素值直接示蹤源區。此外，符山石屬于輕稀土富集型礦物，其Sm/Nd比值較低（Sm/Nd < 1）且變化范圍較小（圖1b），非常有潛力進(jìn)行Sm-Nd同位素分析。因此，符山石的Sr-Nd同位素，結合其U-Pb年齡，可為矽卡巖型礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源示蹤、成礦年代學(xué)以及礦床成因機制研究提供嶄新的認識與思考，同時(shí)也可以為示蹤堿性巖漿熔體的源區與流體交代和變質(zhì)過(guò)程等地質(zhì)事件提供進(jìn)一步的同位素地球化學(xué)證據。
圖1 (a) 符山石Rb-Sr含量關(guān)系與Rb/Sr比值；(b) 符山石Sm-Nd含量關(guān)系與Sm/Nd比值
傳統的Sr-Nd同位素組成多采用熱電離質(zhì)譜（TIMS）或多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜（MC-ICP-MS）測定。然而，這些整體分析技術(shù)不但需要繁瑣的化學(xué)分離，也不能反映在微觀(guān)尺度上同位素組成的變化信息，特別是對于符山石這種通常含有包裹體且易遭受蝕變的礦物。激光與MC-ICP-MS聯(lián)用可以實(shí)現礦物微區原位Sr-Nd同位素分析，該方法具有高空間分辨率和效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以為交代活動(dòng)和流體或熔體的源區提供更詳盡、更多樣的微觀(guān)信息。
目前，有關(guān)符山石的激光原位Sr-Nd同位素分析暫無(wú)相關(guān)研究，面臨著(zhù)諸多亟待解決的問(wèn)題。（1）缺乏基體匹配的符山石Sr-Nd同位素標準物質(zhì)，這是限制當前該方法發(fā)展最為主要的因素；（2）同質(zhì)異位素的干擾。對于Sr同位素分析，雖然符山石相對較為富集LREE，但二價(jià)重稀土離子（如Yb2+與Er2+）的干擾仍需要詳細評估。對于Nd同位素分析，144Sm的存在會(huì )對144Nd的測定帶來(lái)干擾，需要進(jìn)行同質(zhì)異位素干擾校正；（3）元素分餾效應。不同于激光原位Sr同位素，由于Sm-Nd的地球化學(xué)性質(zhì)相似，準確校正147Sm/144Nd對計算初始Nd同位素組成起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
基于上述問(wèn)題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所公共技術(shù)中心流體包裹體實(shí)驗室衛欽迪工程師及其合作者，研發(fā)了符山石激光微區原位Sr-Nd同位素方法，使用Jet錐與X錐的錐組合并輔助以4ml/min的氮氣來(lái)提高信號強度，采用兩個(gè)實(shí)驗室內部符山石微區標準物質(zhì)（M6635和M659）（圖2），分別對來(lái)自不同國家和地區的11個(gè)符山石樣品進(jìn)行激光原位Sr-Nd同位素測試，獲得了與溶液方法一致的結果（圖3a、圖3c），充分證明該方法的可行性與可靠性，同時(shí)評估了符山石樣品的Er/Sr和Yb/Sr比值（分別為0.0003~0.04和0.0002~0.05；圖3b）對Sr同位素測定的影響，表明雙電荷離子對84Sr和86Sr的干擾可以被準確校正。此外，還評估了基體效應對符山石Sm-Nd同位素原位分析的影響，分別使用M659符山石和NIST SRM 610玻璃作為標準物質(zhì)校正其它符山石樣品（圖3c & d）。結果表明，采用基體匹配的標準物質(zhì)校正符山石樣品得到的值更接近于溶液方法得到的推薦值。因此在激光原位Sm-Nd同位素研究中，具有均一的Sm-Nd同位素組成的天然礦物標樣是分析首選。我們的工作表明，M6635、M784、M1377和M1450符山石含有較高的Sr含量并且具有相對均一的Sr同位素組成（圖4），可作為未來(lái)潛在的微區Sr同位素分析標樣；M659的147Sm/144Nd不確定度最小，并且具有相對均一的143Nd/144Nd比值（圖2b），可作為未來(lái)潛在的微區Sm-Nd同位素分析標樣。
圖2 (a) M6635符山石LA-MC-ICP-MS Sr同位素結果；(b) M659符山石LA-MC-ICP-MS Sm-Nd同位素結果
圖3 (a) 符山石樣品Sr同位素比較；(b) 符山石Er/Sr與Yb/Sr比值；符山石樣品初始Nd同位素比較，使用（c）M659符山石和（d）SRM 610玻璃作為標樣
圖4 符山石激光微區Sr同位素 (a) M6635、M784和M1377符山石（遼寧賽馬）；(b) M1450符山石（廣西姑婆山）
研究成果發(fā)表于英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì )出版的質(zhì)譜學(xué)權威期刊JAAS(Qin-Di Wei,Yue-Heng Yang*,Hao Wang,Shi-Tou Wu,Ming Yang,Chao Huang,Lei Xu,Lie-Wen Xie,Jin-Hui Yang and Fu-Yuan Wu. In situ Sr–Nd isotope analysis of vesuvianite by LA-MC-ICP-MS: methodology and application[J]. Journal of Analytical Atomic Spectrometry,2024,39: 1284-1301. DOI: 10.1039/d3ja00440f)。研究受?chē)抑攸c(diǎn)研發(fā)計劃項目（2018YFA0702600）、國家自然科學(xué)青年基金（No. 42303025）和巖石圈演化國家重點(diǎn)實(shí)驗室自主研究課題（SKL-Z202304）聯(lián)合資助。
