谢锦程等：激光原位锂辉石Li同位素分析标准物质研发【JAAS, 2026】
锂辉石[LiAl(Si2O6)]是伟晶岩型锂矿床中的主要含锂矿物，对维持全球锂供应链至关重要。理解锂辉石的成因机制与结晶物理化学条件，对于阐明伟晶岩型锂矿床的成矿过程具有重要意义。Li同位素是揭示伟晶岩体系内岩浆-热液过程（如熔体分异、流体出溶等）的有力地球化学示踪剂。尽管全岩多接收器电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）分析精度高，但在示踪伟晶岩型锂矿床的成因过程方面存在显著局限性。相比之下，激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪（LA-MC-ICP-MS）具有分析快速、成本效益高和空间分辨率高的优势。但在LA-MC-ICP-MS同位素分析中存在显著的基体效应。尽管多种分析手段（剥蚀坑体积校正、改变激光聚焦位置、冷等离子体、引入水蒸气等）被用来抑制Li同位素分析中的基体效应，但最直接有效的方法是应用基体匹配的标准物质作为分析测试的外标。然而，目前与伟晶岩型锂矿床成矿作用相关的锂辉石标准物质仍缺乏充分表征。
针对以上问题，中国地质大学（北京）科学研究院朱弟成教授团队谢锦程副教授，利用矿物激光微区分析实验室（Milma Lab）的LA-MC-ICP-MS仪器，开发了4个单颗粒内部Li同位素组成均一且不同颗粒之间Li同位素组成变化范围较大的锂辉石（图1），可以用做不同伟晶岩型锂矿中锂辉石原位Li同位素分析的校准标样。
图1 A. SPD-1、SPD-2、SPD-3和SPD-4锂辉石手标本照片；B. 被制成靶的锂辉石颗粒
EPMA和LA-ICP-MS结果显示（图2），四颗锂辉石具有均一的主量元素组成，Li元素含量为35749-37681 μg·g-1，平均值为36716 μg·g-1。相比于Li元素，四颗锂辉石的Sn、Mn、Ti和B等元素具有微小的变化。
图2 四颗锂辉石主微量元素组成
分别在核工业北京地质研究院和南京宏创地质勘查技术服务有限公司进行溶液Li同位素实验（图3），获得SPD-1、SPD-2、SPD-3和SPD-4锂辉石的δ7Li值分别为5.75 ± 0.12‰（2SD, n = 6）、8.31 ± 0.18‰（2SD, n = 6）、5.04 ± 0.21‰（2SD, n = 6）和12.27 ± 0.26‰（2SD, n = 6）。
图3 四颗锂辉石溶液Li同位素测试结果
在矿物激光微区分析实验室（Milma Lab）对不同树脂靶上的锂辉石开展沿长轴方向的LA-MC-ICP-MS激光原位Li同位素分析（图4），获得SPD-1、SPD-2、SPD-3和SPD-4锂辉石的δ7Li值分别为5.69 ± 0.58‰（2SD, n = 200）、8.33 ± 0.50‰（2SD, n = 200）、5.06 ± 0.54‰（2SD, n = 210）和12.29 ± 0.61‰（2SD, n = 210），与溶液测试结果在误差范围内一致。
图4 四颗锂辉石LA-MC-ICP-MS激光原位Li同位素测试结果
四颗锂辉石之间具有较宽泛的δ7Li值范围（5.04‰至12.27‰），进一步表明这四颗锂辉石样品非常适合作为基体匹配的标准物质，用于对不同伟晶岩型锂矿床中的锂辉石样品开展LA-MC-ICP-MS原位Li同位素分析。SPD-1、SPD-2、SPD-3和SPD-4锂辉石样品量充足，可长期分发给国内外激光实验室使用，有需求者请联系本文通讯作者获取。
该研究得到了国家自然科学基金（42203009，42121002，91755207，41872060）、青藏高原二次科考项目（2019QZKK0702）和111项目（B18048）联合资助，并以内封面文章形式发表于分析化学领域国际知名期刊《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》上。
论文信息：Jin-Cheng Xie* (谢锦程), Di-Cheng Zhu* (朱弟成), Qing Wang (王青), Liang-Liang Zhang (张亮亮), Wen-Tan Xu (徐文坦), Ze-Pei Yuan (苑泽培), Xin-Yu Liang (梁新宇), Xia Qi (戚夏), Hao Wang (王浩). 2026. Spodumene reference materials for LA-MC-ICP-MS Li isotopic analysis, Journal of Analytical Atomic Spectrometry 41, 1232-1239.
全文链接：https://doi.org/10.1039/D5JA00359H