GGR & JAAS：高Rb/Sr样品ID-MS定年方法优化与标准物质研发

高分异花岗岩、稀有金属伟晶岩矿床是锂、铍、铷、铯等关键战略金属的重要赋存载体，此类岩石及其中白云母等矿物具有富铷贫锶的特征，经长期地质演化积累了大量放射成因Sr，可形成极高的 87 Sr/ 86 Sr比值，是开展高精度地质定年的理想载体。近年来，激光剥蚀-多接收电感耦合等离子体质谱联用原位Rb-Sr定年技术（LA-(MC)-ICP-MS/MS）快速发展，已成为白云母等高Rb/Sr比矿物原位微区定年的重要技术手段。

LA-(MC)-ICP-MS/MS Rb-Sr定年技术的测试准确度，高度依赖基体匹配、具有高放射成因特征的参考物质进行外标校正，而参考物质的精准定值必须借助同位素稀释质谱法（ID-MS）Rb-Sr同位素定年基准技术。目前，针对高Rb/Sr、高 87 Sr/ 86 Sr样品的ID-MS高精度分析同样存在诸多技术瓶颈：一是高铷含量样品中Rb、Sr难以彻底分离，残留Rb会对Sr产生同量异位素干扰，降低 87 Sr/ 86 Sr比值测试精度；二是样品Sr含量低，放射成因 Sr 占比高，对实验流程空白污染极为敏感；三是氢氟酸消解硅酸盐矿物易形成难溶锶氟化物共沉淀，而传统 Sr 特效树脂分离流程仅采用单一硝酸（3~7 mol L -1 HNO 3 ）介质溶样上柱，无法彻底溶解氟化物沉淀，导致锶回收率不足 5%，难以开展后续高精度同位素测试。

针对上述问题，中国科学院地质与地球物理研究所固体同位素实验室储著银研究员、博士生崔添齐及其合作者，系统优化了Sr特效树脂分离流程，构建了一套适配高Rb/Sr高放射成因Sr样品的ID-MS分析方法（图1）：

图1 化学分离流程图

主要改进工作包括：（1）改用7.5 mol L -1 HNO 3 -2.5 mol L -1 HCl混合酸溶样上柱，可以完全溶解氟化物沉淀，但不改变Sr特效树脂对Rb、Sr的分离选择性，大大提高了Sr回收率；（2）优化树脂装填体积至0.5 mL，提升色谱柱承载能力，可对50 mg量级白云母样品实现高效Rb-Sr分离，有效提升样品/空白比值，降低流程空白对测试结果的影响。

利用上述优化分离流程，团队完成了两种高Rb/Sr标准物质的ID-MS标定与定值：（1）IAG OU-9伟晶岩标样（采自加拿大Separation Lake）：精准定值结果为Rb = 2494 ± 22 μg g -1 ，Sr = 36.05 ± 0.25 μg g -1 ， 87 Rb/ 86 Sr = 832.4 ± 5.2， 87 Sr/ 86 Sr = 32.60 ± 0.19，Rb-Sr年龄约2650 Ma（图2），可作为高放射成因样品ID-MS定年的数据质量监控与方法验证参考物质。（2）白云母K-Ar/Ar-Ar定年标样ZMT04（采自内蒙古天皮山伟晶岩）：定值结果为Rb = 1227 ± 17 μg g -1 ，Sr = 13.07 ± 0.18 μg g -1 ， 87 Rb/ 86 Sr = 843.1 ± 3.8， 87 Sr/ 86 Sr = 22.217 ± 0.089。该标样与采自同一伟晶岩脉的TPS白云母构建的Rb-Sr等时线年龄为1802.7 ± 1.4 Ma（图3），与经典K-Ar定年推荐年龄一致，证实其Rb-Sr同位素体系自矿物结晶后保持封闭，可作为ID-MS及LA-ICP-MS/MS原位定年标样。

图2 OU-9伟晶岩标样Rb-Sr等时线

图3 ZMT-04白云母标样Rb-Sr等时线

研究成果发表于国际学术期刊GGR与JAAS。

1. Chu Z Y*, Cui T Q, Meisel T C, Li Y L, Li C F, Xu L, Yang Y H, Peng P. OU-9: a potential reference material with high ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr for data quality control and method validation in ID-MS Rb–Sr Geochronology[J]. Geostandards and Geoanalytical Research, 2025, 49: 425–437. DOI: 10.1111/ggr.12607 .

2. Cui T Q, Chu Z Y*, Shi W B, Yang Y H, Zhang W F, Huang C, Peng P. ZMT04 muscovite as a potential Rb–Sr geochronological reference material: preliminary characterization by ID-MS coupled with improved Sr-specific extraction chromatography[J]. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2026, 41: 1784–1793. DOI: 10.1039/D5JA00379B .