High precision 176Hf/177Hf measurements in zircons by LA-MC-ICP-MS

Význam tématu

Zirkony představují klíčové nosiče izotopových informací v geochronologii a geochemii. Precizní měření poměru 176Hf/177Hf umožňuje sledovat magmatické procesy, zdrojové horninotvorné mechanismy a vývoj kontinentální kůry. Laserová ablativní MC-ICP-MS technika přináší možnost in-situ analýzy jednotlivých zrn se zachováním prostorové informace.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo předvést schopnosti přístroje Thermo Scientific Neoma MC-ICP-MS spojeného se softwarem Qtegra ISDS pro vysoce přesná měření 176Hf/177Hf v zirkonech. Studie zahrnuje optimalizaci provozních parametrů, ověření na čtyřech referenčních zirkonech a aplikaci na 14 detritálních vzorků z Bengal Basin.

Použitá metodika a instrumentace

• MC-ICP-MS Thermo Scientific Neoma s Jet Interface, X-skimmer a Jet sampler kužely
• Laserová ablativní jednotka ESL NWR 193 UC s TwoVol 2 komorou
• Parametry ablace: He 0,8 L/min + N₂ 4 mL/min, spot průměr 35 µm, fluence 4 J/cm², 10 Hz
• K řízení ablace a zpracování dat slouží Qtegra ISDS Software s NWR Laser pluginem
• Transientní signály rozděleny do tří regionů pro korekci pozadí
• Korekce interferencí: 176Yb z 173Yb, 176Lu z 175Lu, hmotnostní předsun korigován pomocí 179Hf/177Hf

Hlavní výsledky a diskuse

• Senzitivita Hf signálu u referenčních zirkonů dosahovala 12–23 V
• Reprodukovatelnost 176Hf/177Hf lepší než 50 ppm RSD pro všechny referenční vzorky
• Naměřené poměry u referenčních zirkonů souhlasily s akceptovanými hodnotami
• Detritální zirkony z Bengal Basin vykázaly rozmezí 176Hf/177Hf 0,2822–0,2832, což odráží heterogenní geochemické procesy

Přínosy a praktické využití metody

Real-time integrace laserové ablace s MC-ICP-MS umožňuje rychlou a efektivní in-situ analýzu izotopových poměrů bez potřeby třetích softwarových nástrojů. Vysoká propustnost a přesnost otevírají možnosti rutinního monitoringu geologických i průmyslových materiálů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databází izotopových signatur minerálů a hornin
• Integrace s dalšími in-situ technikami (U-Pb datování, LA-ICP-MS elementární analýza)
• Automatizace pracovních postupů pomocí pokročilých pluginů a umělé inteligence
• Aplikace v environmentálním a průmyslovém monitoringu

Závěr

Neoma MC-ICP-MS ve spojení se softwarem Qtegra ISDS a laserovou ablací poskytuje robustní platformu pro vysoce přesná a reprodukovatelná in-situ měření 176Hf/177Hf v zirkonech, s potenciálem širokého využití v geovědách a průmyslové analytice.

Reference

1. Schaltegger U., Schmitt A. K., Horstwood M. S. A. Chem. Geol., 2015, 402, 89–110.
2. Blichert-Toft J., Chauvel C., Albarède F. Contrib. Mineral. Petrol., 1997, 127, 248–260.
3. Craig G. et al. Thermo Fish. Sci. Tech. Note 30415, 2017.
4. Sláma J. et al. Chem. Geol., 2008, 249, 1–35.
5. Gain S. et al. Geostand. Geoanal. Res., 2019, 43, 339–354.
6. Morel M. L. A. et al. Chem. Geol., 2008, 255, 231–235.
7. Fisher C. M., Vervoort J. D., DuFrane S. A. Geochem. Geophys. Geosyst., 2014, 15, 121–139.
8. Blichert-Toft J. Chem. Geol., 2008, 253, 252–257.