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(資料圖片)

稀土元素是非常重要的地球化學(xué)示蹤體系，其配分模式、輕重稀土分異、異常、放射性同位素等指標(biāo)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于行星科學(xué)、地球科學(xué)、海洋科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和礦床學(xué)等諸多科研領(lǐng)域。稀土元素本身還具有非常豐富的穩(wěn)定同位素，其特有的指紋特征能極大擴(kuò)展地球化學(xué)示蹤能力。然而，迄今為止，稀土元素穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究卻鮮有報(bào)道。究其原因，由于相鄰稀土元素之間的同質(zhì)異位素干擾非常普遍，而其物理化學(xué)性質(zhì)又非常相似，因此分離提純單一稀土元素極其困難，極大阻礙了稀土元素穩(wěn)定同位素地球化學(xué)學(xué)科方向的發(fā)展。

針對(duì)這一技術(shù)性難題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所穩(wěn)定同位素地球化學(xué)學(xué)科組白江昊博士生在韋剛健研究員、馬金龍正高級(jí)工程師、林莽研究員和張樂高級(jí)工程師等老師的指導(dǎo)下，同時(shí)與廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所鐘松雄博士、中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所劉承帥研究員及其課題組成員、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局鄧義楠博士等團(tuán)隊(duì)合作，研發(fā)了基于AG 50W-X12+TODGA樹脂的聯(lián)合化學(xué)（301209）分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了La、Ce、Pr、Nd和Sm單一稀土元素的化學(xué)提純，達(dá)到了單個(gè)稀土元素的回收率高于99 %，且干擾元素的殘留率極低的效果，滿足了相應(yīng)稀土元素高精度穩(wěn)定同位素組成測(cè)試的要求。在質(zhì)譜測(cè)試過程中，應(yīng)用樣品標(biāo)準(zhǔn)間插和內(nèi)標(biāo)結(jié)合法（C-SSBIN）校正MC-ICP-MS儀器的質(zhì)量歧視效應(yīng)，顯著提高了稀土元素穩(wěn)定同位素的測(cè)試精度。利用搭建的分析測(cè)試平臺(tái)，測(cè)定了火成巖、土壤、沉積物以及白云巖等多種地質(zhì)參考物質(zhì)的稀土元素穩(wěn)定同位素組成，發(fā)現(xiàn)稀土元素穩(wěn)定同位素的分餾幅度可達(dá)到其測(cè)試精度的數(shù)倍。這一發(fā)現(xiàn)暗示著稀土元素的穩(wěn)定同位素分餾是非常有效的示蹤劑，有望與傳統(tǒng)稀土元素指標(biāo)一道，為理解早期太陽系形成、地球宜居性、海洋及全球稀土循環(huán)、稀土成礦機(jī)制等地球系統(tǒng)科學(xué)研究提供新的認(rèn)識(shí)。