鉻鐵礦是尖晶石族 ((Mg, Fe)(Al, Cr, Fe)2O4) 礦物中的富鉻端元，作為鉻的主要賦存礦物，廣泛存在于鎂鐵-超鎂鐵巖、月球及其他天體隕石樣品中。其氧（O）同位素可為地幔部分熔融、巖漿演化過程以及鉻鐵礦成巖成礦過程提供重要信息。因此，實現(xiàn)鉻鐵礦原位微區(qū)O同位素分析一直是地球科學(xué)界的目標(biāo)。然而，由于標(biāo)樣缺乏以及基質(zhì)效應(yīng)不確定等因素的限制，該領(lǐng)域長期未取得實質(zhì)性進(jìn)展。

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的博士研究生潘旗旗與導(dǎo)師肖燕副研究員及其合作者，選取了4個美國懷俄明州Stillwater層狀巖體的鉻鐵巖（Cr#=57.9 ~ 65.6）、4個中國西藏羅布莎蛇綠巖中的鉻鐵巖和方輝橄欖巖（Cr#=76.3 ~ 79.0）以及1個津巴布韋Great Dyke中的鉻鐵巖（Cr#=77.3）作為研究對象。研究人員采用了不同的測試方式（激光氟化法、SHRIMP SI、CAMECA IMS-1280）進(jìn)行了O同位素分析，評估了其同位素均一性（圖1-圖2）。最終確定這9件樣品均可作為鉻鐵礦原位O同位素分析標(biāo)樣，為SHRIMP SI和CAMECA IMS-1280等測試技術(shù)的應(yīng)用提供了可靠基礎(chǔ)。

圖1 使用SHRIMP SI進(jìn)行鉻鐵礦O同位素的均一性檢測

圖2 使用CAMECA IMS-1280進(jìn)行鉻鐵礦O同位素的均一性檢測

圖3 SIMS鉻鐵礦O同位素分析計數(shù)率與XFe3+相關(guān)性圖解

圖4 SIMS鉻鐵礦O同位素分析基質(zhì)效應(yīng)的校正

研究成果發(fā)表于GGR（潘旗旗，王靜，肖燕，傅斌，白洋，Ian S. Williams，蘇本勛. Chromite reference materials and matrix effects in SIMS oxygen isotope measurements[J].Geostandards and Geoanalytical Research, 2024, 48: 363-379. DOI: 10.1111/ggr.12548.）。研究受中國科學(xué)院百人計劃（E3CJ042）、國家重點研發(fā)計劃（2022YFC2903501，2023YFF0804301）和中國科學(xué)院青促會項目資助。

編輯：劉強(qiáng)