矿物中不同形式水的分析

Water in nominally anhydrous minerals occurs as atructural hydroxyl and molecular water. The conventional analysis method with technological difficulties unable to distinguish the different forms of water in the minerals. This project, based on established New TC/EA-MS and HVSH-TC/EA-MS method, combining infrared spectroscopic analysis, presents new techniques for determination of both water concentration and H isotope comosition of different forms water in minerals. By using New TC/EA-MS and HVSH-TC/EA-MS, this project provides new solutions for matrix effect in SIMS analysis for H isotope and correction of infrared absorption coefficient of minerals in FTIR analysis. In this project, we plan to make systematic analyses of both H isotope composition and water concentration of the different forms of water in minerals from global classic UHP eclogites, the results provide the important constraints both nature and source of fluid in continental subduction zone.

名义上无水矿物中的水以结构羟基和分子水的形式存在，传统分析方法由于存在无法克服的技术瓶颈无法区分矿物中不同形式的水。本项目利用自主研制的New TC/EA-MS和 HVSH-TC/EA-MS这两种矿物中水的新分析方法，并结合红外光谱分析，可以成功实现对NAMs中不同形式水的含量和H同位素组成的测定。利用这两种新方法可以对离子探针分析矿物H同位素时存在的基质效应，以及红外光谱分析中矿物的红外吸收系数校正等问题提供一种全新的解决手段。本项目中以全球几处经典的超高压榴辉岩为研究对象，系统研究矿物中不同形式水的含量及其同位素组成的变化规律，希望以此可对大陆俯冲带流体来源、性质的研究提供直接的制约。

系统研究名义上无水矿物中不同形式的水，可以为研究地球内部的流体提供直接有效的研究手段。前期的TC/EA-MS的水分析方法，存在着灵敏度较低，空气中水的影响等问题。针对这些技术瓶颈，本项目研制了全新Open Split接口技术，提高了分析灵敏度；利用自主研制的全新真空-氦气吹扫自动进样器，完全去除了空气中水对NAMs分析的影响。并利用在线四级杆质谱仪确定了在真空条件下，分子水和结构羟基的脱水温度，并成功分析了石榴石中分子水和结构羟基的含量及其H同位素组成。本项目的研究成果不但可以应用于研究地球内部的流体的研究，同时为研究地外样品中不同形式水的研究提供了重要的手段。