■刘文明

（辽宁省地质矿产研究院测试中心辽宁沈阳110032）

地质样品中稀土含量的膜去溶与等离子质谱联用测定分析

■刘文明

（辽宁省地质矿产研究院测试中心辽宁沈阳110032）

在地质学，稀土具有非常特殊的鉴定意义，准确测定稀土的含量是很多学者的追求。随着社会的发展，科学技术的进步推动了仪器化手段检测稀土元素准确值的进程。其中膜去溶与等离子质谱的普及，对于我国稀土资源的开发及开采产生了重要价值。膜去溶与等离子质谱联合检测得到的信息数据具有全面、统一、集中的特点，对于专业人员的分析带来很大的便利。文章就膜去溶与等离子质谱联合检测地质样品中稀土含量进行探讨。

稀土地质样品膜去溶等离子质谱

稀土元素的物理化学性质具有相似性和差异性，在地质科学方面研究稀土元素的方方面面具有非常重要的现实价值，通过其组成特点能够对地质过程进行追踪，了解矿物的分类、成岩成矿的演化等等，此外还可以用于判断成岩成矿的物理化学条件。由于稀土元素相似的化学性质，对其进行含量测试存在一定的复杂性，尤其是在一组元素中测定出其中某种元素的含量时，受到共生及干扰非常明显。因此，选择合适的测试方法是研究人员需要关注的重点。

1　膜去溶与等离子质谱测试

膜去溶技术指的是利用具有化学修饰表面离子交换膜以及采用高温将溶液取出或者进行干燥的测试技术。对比以往经常应用的冷凝法，采用膜去溶技术能够很大程度上减少溶剂成分发生流失，增强样品的传输效率，减少多原子干扰以及等离子发生改变，促使结果更加精准。等离子质谱所指的是电感耦合等离子体质谱，能够根据元素的特定核素单一质荷比进行检验，具有方法简单、结果精确的特点，在地质学、冶金学、环境生态学、生物学以及医院研究中得到非常广泛的应用。膜去溶与等离子质谱之间存在一定的联系，在地质学中，通常将等离子质谱作为测量的手段，而将膜去溶作为辅助手段，二者联合能够显著提高结果的准确性。

2　地质样品中稀土含量的膜去溶与等离子质谱联用测定

2.1仪器与试剂

文章中选择的测试仪器为进口四级杆电杆耦合等离子质谱仪，使用膜去溶以及冷却雾室进样。在进行实际测试之前需要对设备进行调试、校准，做好准确工作。试验过程中使用的外标溶液为1000μmg/mL的标准溶液，采用浓度为2%的HNO3溶液进行稀释，得到标准溶液（50μg/mL）；内标元素采用In，以免对仪器信号产生影响，单元素标准溶液则采用国家标准。整个试验过程中使用的试剂均达到分析纯以上的等级，试验期间应用的烧杯、量杯等器皿均采用超纯水进行浸洗，减少由于杂物对于测试的影响。

对于测试过程中同位素的选择，考虑到Sm以及Eu会受到Ba造成的质朴干扰，而选择HREEs测试则可能受到LREEs产生的氧化物及氢化物的干扰，因此选择测试同位素的过程中应当尽可能全面的考虑，掌握测试过程中可能出现的多元自干扰现象以及测试元素的丰度，减少对试验结果造成的干扰。

2.2样品选择

文章中共计对30个类型不一的地质样品标准物质进行检测，其中有花岗岩（GSR-1）、花岗岩（G-2）、玄武岩（BCR-2）、玄武岩（BHV0-2）、橄榄岩（JP-1）、超基性岩（GBW0701）、超基性岩（GBW07102）、超基性岩（DZM-1）、硅质砂岩（GBW03114）、花岗闪长岩（GSP-2）、白云岩（GSR-12）、安山岩（AGV-2）、纯橄榄岩（DTS-1）、流纹岩（RGM-1）等探讨膜去溶与等离子质谱联合方法的可行性。

3　方法

进行稀土元素测试的过程中，使用的ICP-MS信号的灵敏度相对较低，尤其是在稀土元素含量较低的情况下灵敏度较差。针对这样的情况可以通过膜去溶以及冷却雾室进样系统适当提高信号的灵敏度。实验中使用10μg/L的单标溶液对ICP-MS不同样品引进方法条件下产生的信号灵敏度的改变，发现在冷却雾室中，测试的稀土元素的响应值由最初的0.18上升到0.33MCPS/μg/L；而使用Aridus-2的情况下，稀土原色的响应值由原来的0.36上升到0.52MCPS/μg/L。根据这一结果可以发现，应用膜去溶技术具有更高的增强信号灵敏度的作用，分析其原因在于膜去溶技术能够提高元素的传输效率，消除试验中REE-O+造成的影响。除此之外，有研究证实在使用Aridus-2引入样品的过程中添加适当容量的N2能够进一步提高信号的灵敏度，改善测试的准确性。

除了ICP-MS信号的灵敏度相对较低较低之外，对稀土元素进行测试的过程中还会出现多原子干扰的现象，其来源主要是稀土以及Ba中的氧化物及氢化物，尤其是在对稀土元素含量较高的样品进行试验的过程中这一现象会更加明显。针对这样的情况，同样可以采用Aridus-2膜去溶以及冷却雾室去溶进样系统实施操作，减少以及消除干扰。试验中使用Ba单元溶液以及Ce单元溶液进行验证，探讨排除多原子干扰的效果。发现140Ce16O1H产生原子159amu、138Ba16O1H产生155amu；使用冷却雾室的情况下Ba的氧化物产生率达到0.23%，而Ce则超过1.2%。而氧化物是造成多原子干扰的主要原因，在轻稀土以及Ba样品检测的过程中作用突出。使用Aridus-2的情况下，Ba以及Ce的产率均不超过0.01%，对Gd、Eu等其他元素进行试验同样发现氧化物产率极低，对比冷却雾室去溶系统的氧化物产率明显要低。

4　结束语

综上所述，进行地质样品稀土含量的试验过程中。采用等离子质谱检验受到信号灵敏度和多原子干扰的影响，对真实的测试结果造成一定的影响。因此，排除多原子干扰、提高信号灵敏度是等离子质谱工作中的重点内容。文章分析发现，采用膜去溶技术不但能够提高等离子质谱信号强度，同时可以减少多原子干扰，提高测试结果的准确性，应用价值较高。

［1］蒋常菊.地质样品中稀土含量实施膜去溶与等离子质谱联合测量分析 ［J］.科技创新导报，2015，（19）：117-117.

［2］娄峰，陈国能，陈国辉等.中国东南部中、新生代基性岩荧光光谱与等离子质谱测试结果对比及其地质意义分析 ［J］.光谱学与光谱分析，2013，33（7）：1943-1948.

［3］黎英，刘鸿，谢世勇等.电感耦合等离子质谱法测定离子型稀土原矿中离子相稀土总量［J］.有色金属科学与工程，2014，（1）：107-112.

F407.1［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-331-1