激光能量密度對LA-ICP-MS分析數據質量的影響研究

王輝， 汪方躍， 關炳庭， 盛兆秋

(1.巖石圈演化國家重點實驗室， 中國科學院地質與地球物理研究所， 北京 100029;2.合肥工業大學資源與環境工程學院， 安徽 合肥 230009;3.中國科學院大學， 北京 100049;4.礦床成因與勘查技術研究中心， 合肥工業大學， 安徽 合肥 230009;5.云南金長江礦業有限公司， 廣東 肇慶 526300；6.中國科學院廣州地球化學研究所， 廣東 廣州 510640)

激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀(LA-ICP-MS)應用已有幾十年[1-3]，自Gray于20世紀80年代率先將激光剝蝕系統與電感耦合等離子體質譜聯用以來[4]，該技術以微區、實時、快速、原位以及靈敏度高、檢出限低、空間分辨率高[5-6]、背景及氧化物/氫氧化物干擾低[7]等優勢，被廣泛地應用于地質、環境、生物、醫學、材料等各個領域[2,8-12]，應用研究包括單顆粒鋯石U-Pb定年[13-14]、黃鐵礦原位分析[15]、橄欖石微區分析[16]、流體包裹體檢測[17-19]、碳酸鹽礦物分析[20-21]以及巖石或礦物元素組成、分布分析[22-24]。

目前LA-ICP-MS實驗室中常見的納秒紫外激光光源的波長有193nm、213nm、266nm等，其光子能量較大，具有較高的空間分辨率，適合微米級尺度的微區研究[25-26]。193nm和213nm波長紫外激光在降低分餾效應、提高分析精度等方面優于266nm激光。此外，193nm準分子深紫外激光系統在降低分餾效應、重現性等性能上更為優越，但需要更加穩定的光學系統和更加嚴格的操作和維護，與之相比213nm激光的成本較低，操作維護更簡單[8,27-29]。不同波長的激光對不同基體的剝蝕效果有所不同，Güillong等[30]通過實驗對比發現了較短的激光波長會剝蝕產生更細的氣溶膠顆粒，從而減弱分餾效應。……