油气藏国重室固体同位素实验室钙同位素分析测试开放运行

钙(Ca)是岩石圈中丰度最高的碱土金属元素，在岩石圈、水圈、生物圈和地表系统中广泛存在且容易迁移，其在陆壳、上陆壳、下陆壳的丰度分别为3.85%、2.95%、4.86%。Ca有6个稳定同位素，其原子量(amu)和丰度分别为：⁴⁰Ca (96.941%)、⁴²Ca (0.647%)、⁴³Ca (0.135%)，⁴⁴Ca (2.086%)、⁴⁶Ca (0.004%)和⁴⁸Ca (0.187%)。Ca同位素在扩散过程和化学交换反应中发生动力学分馏，使得其同位素产生变化，因此在天体化学、地球化学、生物医学和考古学等领域有广泛的应用前景。

油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学）固体同位素室于2015年开始运行，在同位素年代学，岩石圈演化与壳幔相互作用，造山带构造演化、早期大陆的形成演化，成矿年代学与物源示踪，古海水条件恢复、成岩流体恢复等方面的科学研究中发挥重要作用。主要发展热电离质谱仪(TIMS)分析技术，并针对Rb-Sr，Sm-Nd和Ca同位素体系，开展高精度同位素分析测试和研究。

目前实验室现拥有1台Triton plus型热电离质谱仪（TIMS），配备有高净化级别的同位素化学分离和纯化操作空间约65平米。

固体同位素联合行星科学国际研究中心开展不同类型岩石的钙同位素研究分析工作，并对原有的锶、钕同位素体系进行升级改造。

前期主要对杯结构、质量歧视校正、点样技术、淋洗曲线和标样等做了详细的分析测试工作：（1）在Ca同位素测定Ca同位素过程中，将⁴⁰Ca-⁴⁸Ca的6个同位素分为2段，通过跳峰的方式测定所有的Ca同位素；（2）目前进行质量歧视校正的最有效的方法是双稀释剂法，本实验室采用⁴²Ca：⁴³Ca=2:1双稀释剂技术和指数分馏定律对样品进行分馏校正；（3）TIMS测定Ca同位素组成时采用的带材质为Ta带，Ta的加入可使样品具有更稳定的离子流；（4）采用美国Bio-Rad公司生产的 AGMP-50（100-200mesh）阳离子树脂及HCl淋洗可达到较理想的分离效果，采用装有1mL AGMP-50树脂的微柱作为离子交换柱，淋洗酸为1.6 mol/L HCl；（5）Ca同位素的表示方法因测试方法的不同而不同，一般使用TIMS测试的文献中数据表示为δ^44/40Ca，标样选取大西洋现代海水和美国国家标准技术研究所(NIST)认证的超纯碳酸钙SRM915a。全球海水δ⁴⁴Ca seawater-SRM915a值变化范围在1.69‰～2.29‰，平均值为1.88‰(Fantle and Tipper，2014)，本实验室测得δ⁴⁴Ca seawater-SRM915a平均值为1.873‰，在理论值范围内。

成都理工大学行星科学国际研究中心刘芳副研究员（第一作者）、张兆峰教授（通讯作者）的团队联合油气藏地质及开发工程国家重点实验室固体同位素室杨迪老师合作，利用Triton plus型热电离质谱仪，在GSA上发表了最新的研究成果。

固体同位素室自2015年运行以来，在同位素年代学，岩石圈演化与壳幔相互作用，造山带构造演化、早期大陆的形成演化，成矿年代学与物源示踪，古海水条件恢复、成岩流体恢复等方面的科学研究中发挥重要作用，并取得一系列的研究成果。研究人员利用该仪器先后在《Geochimica et Cosmochimica Acta》、《GONDWANA RESEARCH》、《Geological Journal》、《Journal of Petroleum Science and Engineering》、《Journal of Asian Earth Sciences》、《Carbonates and Evaporites》、《Journal of Natural Gas Science and Engineering》、《Canadian Journal of Earth Sciences》、《Acta Petrologica Sinica》(English Edition),、《地球科学》、《岩石矿物学杂志》和《岩性油气藏》等国内外地学重要期刊上发表学术论文数十篇，支撑了国家自然科学基金、国家重大科技专项以及省部级课题、横向委托课题等几十余项。

实验室建设的原则是开放共享，目标是成为国内外知名固体同位素研究平台，服务于全球地质工作者。目前实验室钙同位素分析测试工作进入内部试运行阶段，仪器状态稳定，操作人员熟练，将于2022年12月开始提供对外测试服务。本实验室面向国内外地球科学领域的科研人员和研究生开放，热忱欢迎各位专家前来参观指导，并开展地球科学领域各项合作研究，鼓励研究人员亲自参与测试分析和数据处理，实验室提供培训与技术支持。