[发明专利]一种激光剥蚀分馏效应的校正方法

说明书

本发明公开了一种激光剥蚀分馏效应的校正方法，其属于激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪的铀钍铅（U‑Th‑Pb）比值数据处理技术领域。U‑Th‑Pb定年体系中，激光剥蚀进样引起的元素分馏效应，对Pb/U和Pb/Th比值的测试值有很大的影响，是限制样品激光剥蚀测定年龄精准度的最大障碍之一。此外，后期处理数据时剥蚀时间的人为选区，也会造成样品Pb/U和Pb/Th的巨大变化，进而影响定年的结果。本发明基于标样‑样品交叉测试方法，提供多种拟合函数类型对标样的核素比值数据进行拟合，获得拟合函数的函数参数后，利用拟合函数的参数对样品数据进行校正处理。校正处理后的质谱仪数据中，Pb/U和Pb/Th比值精准度提高，并极大地减少了人为选区的影响，提高了U‑Th‑Pb定年的精准度。

技术领域

本发明属于激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪的铀钍铅(U-Th-Pb)比值数据处理技术领域，具体涉及一种激光剥蚀分馏效应的校正方法。

背景技术

在地学领域，激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICPMS)已经很广泛地应用于U-Th-Pb定年。

激光剥蚀过程中，测试样品受到激光能量热效应的影响，随着剥蚀深度的增加，各个核素的挥发和形成气溶胶的比例不一，从而影响各个分析核素的测试值(即激光剥蚀分馏效应Downhole Fractionation)。U-Th-Pb定年体系中，激光剥蚀引起的元素分馏效应，对Pb/U和Pb/Th比值的测试值有很大的影响，是限制剥蚀样品的测定年龄的精准度的最大障碍之一。此外，后期样品数据处理时剥蚀时间的人为选区，也会造成未知样品Pb/U和Pb/Th的巨大变化，进而影响定年的结果。

有研究者发现激光剥蚀分馏效应遵循一定的数学规律，比如：Horn et al.(2000)发现激光剥蚀分馏效应造成的Pb/U、Pb/Th比值变化可以用剥蚀束斑大小、剥蚀坑的深度的变化表示。这给了数学上处理、校正激光剥蚀进样引发的元素分馏效应(激光剥蚀分馏效应)以可能。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种激光剥蚀分馏效应的校正方法,从而降低激光剥蚀进样引发的元素分馏效应对Pb/U和Pb/Th比值测定的影响。

值得一提的是，激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪的原始数据文件由两部分组成：质谱仪的参数数据和各个测试核素强度数据。质谱仪的参数数据包括文件的创建时间、用户自定义的样品名称和分析样品的积分次数；各个测试核素的强度数据是各个核素随着剥蚀时间变化质谱仪检测到的信号强度，单个原始数据文件中的信号强度可有几千组。

此外，基于在标样和未知样品在激光剥蚀中核素的分馏效应一样或相似的假设下。用已知核素比值的样品(标样)和未知样品依次间隔测试分析(样品标样间插法，Sample-Standard Bracket Method：SSB方法)，利用函数拟合不同剥蚀时间下的标样的核素比值的测试值，得到相近两个标样的拟合函数参数来消除未知样品的核素比值测试数据的分馏变化，从而消除、降低未知样品的激光剥蚀分馏效应，以及降低后期数据处理时人为选择剥蚀时间对Pb/U、Pb/Th比值造成的影响。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种激光剥蚀分馏效应的校正方法，包括步骤如下：

1)获得样品分析序列，对样品分析序列进行筛选，筛选出标样分析序列；

2)选择拟合函数类型、兴趣核素比值及质谱仪核素强度数据的时间区间；

3)获取标样-拟合函数参数的映射关系，采用上述步骤2)中选择的拟合函数类型，对上述步骤1)中的标样分析序列中的每一个标样的时间区间下的兴趣核素比值进行拟合，从而获得各个标样对应的拟合函数参数；

4)根据距离样品最近的两个标样对应的拟合函数参数得到校正处理用参数，校正样品的兴趣核素比值数据，整合校正后样品的兴趣核素比值数据和其余核素强度数据，从而获得样品校正处理后的核素强度数据；