[发明专利]一种白云石团簇同位素纯化处理方法

说明书

本发明公开了一种白云石团簇同位素纯化处理方法，包括：醋酸中和液淋滤处理，得到粉末样品AW0、AW1和AW2，然后分别对AW0、AW1和AW2进行X衍射矿物含量测试(XRD)和团簇同位素测试，将测试后的AW0、AW1和AW2样品的白云石含量和团簇同位素数据进行线性回归分析，AW0、AW1和AW2的测试结果得到的线性回归公式用于计算该样品的白云石组分和方解石组分的团簇同位素值。本发明采用离线的醋酸中和液淋虑方法，对同时混有白云石和方解石的矿物进行分步淋滤，再进行矿物含量和团簇同位素测试，通过两端元混合的物质平衡计算，准确获取全岩样品中白云石和方解石组分的团簇同位素组成。

技术领域

本发明涉及同位素地球化学技术领域，尤其涉及一种白云石团簇同位素纯化处理方法。

背景技术

碳酸盐岩团簇同位素研究是目前地球化学领域的前沿，尤其是稳定同位素研究领域的焦点，该指标可广泛应用古气候、古构造、成岩演化和热历史重建等方面的研究中。相较于传统的碳、氧同位素，团簇同位素测试对测试样品气体的纯度和精度要求更高，测试和提纯方法也更为复杂。

对于自然界中的碳酸盐岩样品，不同的碳酸盐岩矿物(例如白云石和方解石)，经历高温或深埋后，其记录的团簇同位素组成存在较大差别。在碳酸盐岩样品团簇同位素测试中，由于大部分全岩样品同时混有白云石和方解石，导致结果无法准确反应出纯白云石和纯方解石矿物的团簇同位素组成，从而影响后续研究结果。

目前对于分离碳酸盐岩矿物的稳定同位素的方法主要是基于方解石和白云石矿物的热力学稳定性差异的原理，即方解石与白云石与磷酸反应过程中，两者的反应速度存在差异，近而通过控制反应装置的时间和氦气吹扫速度，分别收集白云石和方解石反应出的二氧化碳气体，比如申请号为CN201410835794.3的《混合样品中方解石和白云石碳、氧同位素在线测试方法》。虽然这种方法对于白云石和方解石的碳、氧同位素的分离测试较为有效，但对于团簇同位素的效果仍存在较大误差。主要是由于：(1)在线分离过程中，需要较长的反应时间(可长达80小时)，这导致磷酸消解的二氧化碳与反应池中的水蒸气产生大量的氧同位素交换，产生较大误差；(2)反应过程中，由于反应速率除矿物自身的热力学稳定性差异之外，还包括粉末粗细、比表面积、磷酸浓度以及装置反应池大小等因素，这均会导致酸解的二氧化碳纯度降低，不能准确反应白云石和方解石矿物的团簇同位素组成；(3)团簇同位素的测试时间较长，单次样品的测试时间为3至5小时，远高于传统的碳、氧同位素的测试时间(30分钟)，这导致在线分离方法并不能进行有效的时间控制，从而直接影响团簇同位素的测试结果。

此外，由于醋酸本身的稳定性，常被用于同位素地球化学的分析测试中，但大多数醋酸淋虑方法多是对样品中的非碳酸盐岩矿物进行滤除，比如申请号为CN202110624757.8的《一种基于标准物质化学淋滤的碳酸盐岩钕同位素提取和分析方法》，但很少考虑到碳酸盐岩中不同的矿物(白云石和方解石)，对同位素测试的影响，导致在测试和后续的应用中忽略了不同碳酸盐岩矿物的地球化学信息。

因为有必要提出一种白云石团簇同位素纯化处理方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对如何提高不同碳酸盐岩矿物团簇同位素测试精度，获取高质量的团簇同位素数据结果，提出了一种白云石团簇同位素纯化处理方法。

本白云石团簇同位素纯化处理方法，选用离线方法对全岩粉末样品进行分离和提纯，避免了传统在线控制反应时间和温度的测试方法对团簇同位素结果造成的污染和影响。

处理方法具体包括以下步骤：