中国粉体网讯 火星和月球内部的水含量以及来源是比较行星学研究的热点，前者对矿物、熔体的物理化学性质和过程有显著的影响，后者与这些星体的成因密切相关。对于火星和月球而言，主要有两条途径获得其内部的水含量，一是分析含水矿物（主要为磷灰石）的水含量，基于矿物/熔体分配系数计算出母岩浆的水含量；另一种途径是直接测定早期结晶矿物中包裹的岩浆包裹体，但需要校正岩浆上侵过程中的去气丢失。为此，需要建立满足低水含量和高空间分辨要求，针对磷灰石、硅酸盐玻璃水含量和H同位素的分析技术。
中国科学院地质与地球物理研究所纳米离子探针实验室副研究员胡森及其合作者，利用Cameca NanoSIMS 50L型纳米离子探针分析平台，成功实现了三种分析模式（跳峰同位素模式、多接收同位素模式和多接收元素模式）的水含量和H同位素分析方法，能够满足不同研究目的的分析要求。他们通过特殊的样品制备、分析束流、驻留时间等条件测试，将H本底降至5-10ppm以内。采用该分析技术，水含量的分析精度优于6.9%（2SD），H同位素的分析精度优于45‰（2SD）。他们还发现，虽然磷灰石和硅酸盐玻璃的水含量与OH/O比值有完全不同的相关性（图1c），但是它们的水含量与H/O比值具有完全一致的相关性（图1a,b）。这一发现对克服离子探针分析所存在的标准样品瓶颈提供很大帮助，即样品水含量不超过1 wt%时，可以采用磷灰石和硅酸盐玻璃的校正曲线。该方法不仅为火星和月球内部水含量研究提供了重要的技术支撑，而且还可应用于地球样品水含量的测量。
该研究成果近期发表在国际质谱分析期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry（Hu et al. Measurements of water content and D/H ratio in apatite and silicate glasses using a NanoSIMS 50L. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2015, 30(4): 967-978）。
图1：三种水含量和H同位素分析模式的水含量校正曲线。（a）跳峰同位素模式；（b）多接收同位素模式；（c）多接收元素模式。
中国科学院地质与地球物理研究所纳米离子探针实验室副研究员胡森及其合作者，利用Cameca NanoSIMS 50L型纳米离子探针分析平台，成功实现了三种分析模式（跳峰同位素模式、多接收同位素模式和多接收元素模式）的水含量和H同位素分析方法，能够满足不同研究目的的分析要求。他们通过特殊的样品制备、分析束流、驻留时间等条件测试，将H本底降至5-10ppm以内。采用该分析技术，水含量的分析精度优于6.9%（2SD），H同位素的分析精度优于45‰（2SD）。他们还发现，虽然磷灰石和硅酸盐玻璃的水含量与OH/O比值有完全不同的相关性（图1c），但是它们的水含量与H/O比值具有完全一致的相关性（图1a,b）。这一发现对克服离子探针分析所存在的标准样品瓶颈提供很大帮助，即样品水含量不超过1 wt%时，可以采用磷灰石和硅酸盐玻璃的校正曲线。该方法不仅为火星和月球内部水含量研究提供了重要的技术支撑，而且还可应用于地球样品水含量的测量。
该研究成果近期发表在国际质谱分析期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry（Hu et al. Measurements of water content and D/H ratio in apatite and silicate glasses using a NanoSIMS 50L. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2015, 30(4): 967-978）。
