[发明专利]不含氧矿物包裹体水中氧同位素组成的分析系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于矿物包裹体中水的同位素组成测定领域，具体涉及不含氧矿物包裹体水中氧同位素组成的分析系统和方法。

背景技术

矿物包裹体水中氧同位素组成的测定在揭示矿床成矿流体来源、迁移、演化与成矿过程具有非常重要的示踪作用，并为阐明矿床成矿机制提供理论依据。充分提取矿物包裹体中的水并对其进行纯化、完全转化、充分收集是进行不含氧矿物包裹体水中氧同位素组成分析的前提。

在矿物包裹体中水的提取方面，国内基本采用单只石英玻璃管或镍管爆裂取样或采取在线直接爆裂提取，这几种方式有各自弊端：1)单只石英玻璃管爆裂提取效率较低；2)采用镍管爆裂法由于矿物内物质成分复杂易对镍管造成污染且不易清洗；3)在线爆裂法是直接将矿物投进元素分析仪内经高温爆裂、玻璃碳还原后送入同位素质谱仪进行分析，此法易对仪器造成污染，影响仪器设备灵敏度，同时并不能将矿物中的水与其他含氧成分进行有效分离。国外少数实验室采取在线爆裂后用载气将爆裂产物送入色谱仪进行分离，分离后转入元素分析仪内经高温玻璃碳还原后再进入同位素质谱仪进行分析，此方法克服了爆裂产物相互干扰问题，但矿物内包裹体成分十分复杂，对于实际操作比较困难，难以保证矿物包裹体中的水完全转入分析仪器内进行分析，从而造成同位素分馏，影响分析测试结果。

在测试对象方面，传统方法是将反应生成的氧气与石墨在高温条件下转化为CO₂进行质谱测量。由于碳有¹²C、¹³C两种同位素参与计算，需要对测量结果进行校正，同时转化过程易引起O同位素分馏；转化系统需要引入玻璃管线，其中玻璃活塞需定期涂抹真空油脂来保证活塞密封性能及转动灵活性，涂抹真空油脂过程中使系统暴露于大气，空气中的氧气、水汽进入系统造成污染，同时真空密封油脂因含氧易引起交叉污染。

在对提取的矿物包裹体中水进行纯化方面，现有实验室多采用液氮-酒精或干冰-丙酮冷冻剂去除杂质气体成分。用液氮-酒精作为冷冻剂，其温度极其不稳定变化范围较大，很难保证杂质气体成分彻底去除；干冰-丙酮冷冻剂虽然温度比较稳定，但丙酮具有挥发性且对人体有害，应避免长时间接触。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不含氧矿物包裹体水中氧同位素组成的分析系统和方法，解决矿物包裹体中水提取不彻底、杂质成分分离不完全、转化过程易引起氧同位素分馏等问题，提高分析测试精度及分析测试效率。

实现本发明目的的技术方案：一种不含氧矿物包裹体水中氧同位素组成的分析系统，该系统包括包裹体爆裂提取/纯化分离/提取物转化系统，产物收集与测量系统，以及废物处理系统；包裹体爆裂提取/纯化分离/提取物转化系统的一端和产物收集与测量系统连接，包裹体爆裂提取/纯化分离/提取物转化系统的另一端和废物处理系统连接。

所述的包裹体爆裂提取/纯化分离/提取物转化系统包括真空压力表、第一1/2inch不锈钢主管道、五氟化溴储集罐、第二1/2inch不锈钢主管道、第一组爆裂-提取单元、第二组爆裂-提取单元、第三组爆裂-提取单元和第四组爆裂-提取单元，第一1/2inch不锈钢主管道，真空压力表底部与第一1/2inch不锈钢主管道连接，第一1/2inch不锈钢主管道分别与五氟化溴储集罐出口、第二1/2inch不锈钢主管道连接；第二1/2inch不锈钢主管道分别与第一组爆裂-提取单元、第二组爆裂-提取单元、第三组爆裂-提取单元、第四组爆裂-提取单元连接，且第一组爆裂-提取单元、第二组爆裂-提取单元、第三组爆裂-提取单元、第四组爆裂-提取单元并联。

所述的真空压力表底部与第一1/2inch不锈钢主管道之间设有第四1/4inch金属阀门。

所述的第一1/2inch不锈钢主管道与五氟化溴储集罐之间设有第八1/4inch金属阀门、第九1/4inch金属阀门，第八1/4inch金属阀门与第九1/4inch金属阀门之间设有第七1/4inch金属阀门。

所述的第一1/2inch不锈钢主管道与第二1/2inch不锈钢主管道之间设有第一1/2inch金属阀门，第二1/2inch不锈钢主管道上设有第二1/2inch金属阀门、第三1/2inch金属阀门、第四1/2inch金属阀门。