【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于稀有气体同位素分析，特别是涉及一种测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析方法。
技术介绍
1、稀有气体由于具有化学惰性，不会与其他物质发生化学反应，通常用作指示地质过程的示踪剂。在岩石中稀有气体的赋存位置可分为三类，分别是：1、矿物晶粒间，包括晶粒边界、胶结物；2、矿物晶体中的气相和液相包裹体；3、矿物晶格。目前对于稀有气体的分析测试方案大致分为真空破碎法和加热熔融法两种。真空破碎法会释放出矿物晶粒间以及矿物晶体中的气相和液相包裹体中的气体，而加热熔融法则释放出所有气体，不能区分气体来源。上述两种分析方案均无法完全区分矿物晶粒间、矿物晶体中的气相和液相包裹体、矿物晶格中的稀有气体。然而赋存于不同位置的稀有气体所代表的地质意义均不相同，因此在测试过程中不同位置稀有气体之间的混合势必会对地质过程的解析造成干扰。
2、目前，传统测试方法只能单次对同一样品进行一种类型的测试，样品在不同测试装置之间转移的过程中会造成空气的再吸附，尽管在测试之前会对样品以及系统进行烘烤以减少空气的影响，但如果可以在同一系统内完成不同保存位置的稀有气体的分析将会使空气再吸附对样品的影响降到最低。
3、因此亟需开发一种一套气体分离和测试系统，避免了样品在转移过程中二次暴露在大气环境，实现了同一样品不同保存位置的稀有气体的分离和测量。
技术实现思路
1、针对现有技术中所提到缺陷，为了实现上述专利技术目的，本专利技术旨在提出一种测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分
2、第一方面：
3、一种测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，包括样品仓（1）、气体提取装置和纯化测量装置；
4、其中，所述样品仓包括高真空磁流体驱动齿轮（33），传动齿轮台（34），机械臂（39），真空波纹管（41）和蓝宝石观察窗（36）。
5、所述气体提取装包括真空蚀刻装置（2），真空压碎装置（3）和激光熔融装置（4）；
6、所述纯化测量装置包括离子规、海绵钛炉、锆钛（zr-ti）吸气剂、液氮活性炭冷阱、超低温活性炭冷阱、标气罐、机械泵、分子泵、离子泵、质谱仪、超高真空插板阀和多个超高真空截止阀。
7、优选地，所述样品舱用于将测试样品在不同气体提取装置之间进行转移；
8、所述气体提取装置用于提取岩石中不同保存位置的稀有气体；
9、所述纯化测量装置用于对提取出来的气体进行纯化和测量。
10、优选地，所述真空压碎装置包括锤体（45）和电磁驱动系统（46）
11、所述激光熔融装置包括金刚石窗（46）。
12、优选地，所述传动齿轮台（34）包括样品罐放置槽（35）。
13、优选地，并保持测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置处于真空状态。
14、优选地，保持测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置处于真空状态通过分子泵（8）、机械泵（9）和离子泵（13）用于维持测试系统超高真空测试环境。
15、本专利技术还提供一种测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析方法，所述分析方法采用如上述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，所述分析方法包括：
16、步骤1：真空维持；
17、步骤2：气体提取；
18、步骤3：气体纯化和测量；
19、步骤4：数据校正。
20、优选地，所述步骤1的具体操作为：打开16超高真空插板阀v1，17超高真空插板阀v2，18超高真空插板阀v3，19超高真空截止阀v4，20超高真空截止阀v5，21超高真空截止阀v6，22超高真空截止阀v7，23超高真空截止阀v8，24超高真空截止阀v9，25超高真空截止阀v10，26超高真空截止阀v11，27超高真空截止阀v12，29超高真空截止阀v14，使用9机械泵和8分子泵将系统抽至超高真空，随后关闭25超高真空截止阀v10，打开28超高真空截止阀v13。25超高真空截止阀v10以左部分使用8分子泵持续抽真空，25超高真空截止阀v10以右部分使用13离子泵持续抽真空；
21、所述步骤（2）的具体操作为：打开不同气体提取装置与样品舱之间所对应的超高真空插板阀（16超高真空插板阀v1或17超高真空插板阀v2或18超高真空插板阀v3），利用33高真空磁流体驱动齿轮，34传动齿轮台以及不同气体提取装置对应的机械臂（37机械臂1或38机械臂2或39机械臂3）之间的配合将装有样品的铂罐送入对应的气体提取部分，待完成气体提取后，再使用机械臂将样品夹出后放置于35样品罐放置槽中，利用33高真空磁流体驱动齿轮，34传动齿轮台以及不同气体提取装置对应的机械臂之间的配合将样品罐送入下一气体提取部分中；
22、所述步骤（3）的具体操作为：在纯化管线中，使用7海绵钛炉和10锆钛（zr-ti）吸气剂对岩石提取出的气体中的活性气体组分进行纯化，完成纯化后的气体只含有稀有气体组分。利用11液氮活性炭冷阱以及12超低温活性炭冷阱分别对氩气以及氖气进行捕获，将剩余气体通入15质谱仪进行氦气测量，随后分别对12超低温活性炭冷阱以及11液氮活性炭冷阱升温以完成氖气和氩气的测量；
23、所述步骤（4）的具体操作为：通过控制14标气罐（一般为空气）前端的两个超高真空截止阀，从标气罐中获取一段固定已知量的标气，再将标气扩散至整个纯化系统，标气的纯化和测量过程和3）中描述一致。标气中的稀有气体同位素比值固定不变，对标气进行测量，以对质谱仪的测量数据进行矫正。
24、优选地，步骤（2）中，岩石中稀有气体提取遵循首先真空蚀刻、其次真空破碎、最后激光熔融的顺序。
25、优选地，步骤（4）中，以氦同位素为例，校准方法如下：标气氦同位素比值的标准值为3he/4hest，标气氦同位素比值的质谱仪测量结果为3he/4hest-m，样品氦同位素比值的质谱仪测量结果为3he/4hesa，校正后的样品氦同位素比值为3he/4hesa-c，校正公式如下：3he/4hesa-c=3he/4hesa/ (3he/4hest-m/3he/4hest)；
26、其中，所述氦同位素的校正方法适用于对氩、氖同位素校正方法。
27、本专利技术的积极效果在于：
28、本专利技术通过设计高真空环境下的样品转移舱，利用高真空磁流体驱动齿轮，传动齿轮台、蓝宝石观察窗以及机械臂之间的配合，避免了传统测试方法中样品二次暴露大气的风险，实现了同一套系统中岩石中不同赋存位置的稀有气体的分离和测量，对于准确分析岩石的地质过程具有重要的意义。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，包括样品仓（1）、气体提取装置和纯化测量装置；
2.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，所述样品舱用于将测试样品在不同气体提取装置之间进行转移；
3.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，所述真空压碎装置包括锤体（45）和电磁驱动系统（46）；
4.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，所述传动齿轮台（34）包括样品罐放置槽（35）。
5.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，并保持测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置处于真空状态。
6.如权利要求5所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于保持测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置处于真空状态通过分子泵（8）、机械泵（9）和离子泵（13）用于维持测试系统超高真空测试环境。<...
【技术特征摘要】
1.一种测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，包括样品仓（1）、气体提取装置和纯化测量装置；
2.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，所述样品舱用于将测试样品在不同气体提取装置之间进行转移；
3.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，所述真空压碎装置包括锤体（45）和电磁驱动系统（46）；
4.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，所述传动齿轮台（34）包括样品罐放置槽（35）。
5.如权利要求1所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于，并保持测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置处于真空状态。
6.如权利要求5所述的测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置，其特征在于保持测量赋存在岩石中不同位置的稀有气体同位素的分析装置处于真空状态通过分子泵...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆超，张徐航，苏菲，贺怀宇，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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