导读：
中国科学院地质与地球物理研究所公共技术中心是我国地球与行星科学领域具有国际先进水平的综合性技术支撑服务平台，旨在通过技术方法研发和技术服务为科技创新提供关键技术支撑。为进一步加深所内外科研人员对我所公共技术中心的了解，深入推进技术交流与合作，提高支撑服务水平，促进大型科研仪器开放共享，科技平台处策划了“仪器平台巡礼”栏目，逐一系统介绍公共技术中心的仪器平台。
本期介绍固体同位素实验室。
实验室简介
固体同位素实验室，英文名称为：TIMS Lab, IGGCAS。实验室始建于上世纪70年代，成立以来，有力支撑了国内地质年代学和同位素地球化学的基础科研工作。过去的40年间质谱仪进行了4代更迭，最早可溯源至1984年使用的VG-354型质谱计，其后经过4次仪器的升级换代，实验室现有两台Triton Plus型TIMS。
实验室TIMS更迭历史
实验室LOGO
实验室主要分析对象
及应用领域
实验室的主要分析对象是各类地质样品，也包括部分环境化学样品（水样、土壤、沥青等）。实验室长期致力于发展高精度的同位素稀释法-热电离质谱技术（ID-TIMS），主要支撑如下研究方向：地球早期过程、大陆形成演化与成矿、大陆/大洋岩石圈演化与壳幔相互作用、造山带构造演化、表生环境演化、比较行星学等。
代表性成果
1. 高精度146Sm-142Nd和182Hf-182W灭绝核素分析技术
实验室建立高效Ce-Nd和Hf-W化学分离方法（图1），是国内首个同时具备高精度142Nd和182W高精度分析技术的实验室，对于早期地球演化、天体化学等研究领域，具有重要应用价值。
图 1 Ce-Nd和Hf-W化学分离方法
2. 高精度Sr、Nd同位素分析技术
在传统高精度Sr、Nd同位素分析技术基础上，研发了超微量的Sr、Nd同位素分析技术，可以对低至100–200pg的Sr、0.5–1ng的Nd进行高精度的同位素分析（图2），可满足珍贵样品（如：月岩、陨石等）分析需求。
图 2 超微量 Sr、Nd同位素分析技术
另外，实验室优化了传统碳酸盐岩Sr-Nd同位素提取技术（图3），提出的Sr-Nd同位素提取方案准确度高且简单高效，有力支撑了大量碳酸盐岩样品的技术服务，拓展了Nd同位素在古海洋学的应用潜力。
图3 优化的碳酸盐岩 Sr-Nd提取方案
3. 微量-超微量Re-Os及PGE 分析技术
实验室建立了Re-Os-PGE联合分析流程，建立了在线氧校正高精度Os同位素分析方法，改进了PGE分离流程，建立了黑色页岩、油气藏样品低含量Re-Os分析方法（Chu et al., 2009, 2013, 2015, 2017, 2023）。方法已广泛应用于大陆、大洋地幔演化、地质古环境等研究工作。
4. 微量Cr同位素制备及测试技术
实验室建立了高精度Cr同位素制备及测试技术（图4），对地表过程研究具有广泛应用价值。
图 4 微量Cr同位素制备及测试技术
5. 高精度ID-TIMS单颗粒锆石U-Pb同位素定年技术
建立了超低本底单颗粒锆石ID-TIMS U-Pb高精度年代学方，Pb全流程本底达到0.5–2pg，配制和标定了205Pb–235U及205Pb–233U–236U稀释剂，方法已可应用于锆石标样年龄定值及年代地层学研究工作(储著银, 2016, 2022; Chu et al., 2016; 王伟等, 2020)。
图 5 锆石标样ZS分析结果与参考值在误差范围内一致（储著银等，2016, 2022）
实验室主要仪器
实验室现装备有2台热电离同位素质谱仪（TIMS），配备有总面积约200平米的超净化学实验室。
（1）Triton plus型质谱仪
2台热电离质谱仪均为美国Thermo Scientific公司制造，型号均为Triton Plus，分别于2013年和2018年安装并使用。该设备是目前国际上最先进的新型高精度热电离质谱仪，质量色散可达17%，质量检测范围3~310，动态范围50V。其独有的虚拟放大器校正技术使得通道增益校正精度达到优于2ppm，确保了高精度的同位素比值分析。
（2）样品前处理超净实验室
化学前处理超净实验室总面积约200平米。共6间千级净化室，29个百级–千级净化操作台，31个百级–千级净化通风橱。配备有Milli-Q高纯水设备和亚沸蒸馏酸纯化装置，可容纳10名以上工作人员同时开展工作。
图 6 （a）千级净化室；（b）锆石 U-Pb化学分离纯化
实验室技术服务项目
根据分析测试项目难易程度，开放的方式有所不同，具体如下：
1．运行稳定，接收部分委托分析：
（1）常规矿物和岩石样品的Rb-Sr、Sm-Nd、Pb同位素分析；
（2）微量矿物和岩石样品的Rb-Sr、Sm-Nd同位素分析；
（3）超镁铁质岩石的Re-Os同位素分析；
（4）δ53Cr稳定同位素分析；
2．分析流程已研发成功，但流程复杂，仅限于合作研究：
（1）颗粒云母/硫化物矿物的Rb-Sr微等时线定年；
（2）古老岩石样品和天体样品的146Sm-142Nd同位素分析；
3．正在改进、调试和研究开发中的分析项目：
（1）高精度ID-TIMS法单颗粒锆石U-Pb定年技术；
（2）W同位素分析技术；
实验室人员
彭澎
研究员
实验室主任
储著银
实验研究员
李潮峰
技术负责人
正高级工程师
李友连
高级工程师
王照雪
工程师
联系方式
联系人：李友连
联系电话：010-8299 8496
邮箱：lyl@mail.iggcas.ac.cn
实验室地点：北京市朝阳区北土城西路19号地7楼202, 302室；地2楼202, 203室。
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策划｜科技平台处
供稿｜固体同位素实验室
编辑｜薛皓中
