[發明專利]礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定裝置及測定方法

在審

• 申請號: 202011607581.7
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112649491A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 金貴善;劉漢彬;張建鋒;韓娟;李軍杰;張佳;石曉;姜華
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;G01N1/28;B01D53/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王婷

本發明屬于礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定技術領域，具體涉及一種礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定裝置及測定方法。包括：第一氦氣進氣口、第一閥門、第一水阱、第二氦氣進氣口、第二閥門、第二水阱、第三水阱、溫控加熱爐、六通閥、二氧化碳阱、單開口石英管、二氧化碳收集管、液氮杯、穩定同位素質譜儀、進樣針、樣品管及其若干根連接管線：本發明采用連續流進樣裝置，將礦物包裹體爆裂裝置及二氧化碳收集裝置與穩定同位素質譜儀連接，實現礦物包裹體在線加熱爆裂、二氧化碳氣體的在線收集、二氧化碳碳同位素在線測試。

技術領域

本發明屬于礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定技術領域，具體涉及一種礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定裝置及測定方法。

背景技術

目前較為成熟的測試礦物包裹體中二氧化碳方法主要為離線雙路法，可以分為真空球磨法、壓碎法、傳統爆裂法以及改進的密封石英管爆裂法，但雙路法存在制樣成本高、效率低、樣品量大、誤差大等缺點。

真空球磨法一般是將經過純化、干燥的40-60目樣品放入球磨機中，密封后抽真空，樣品磨碎打開礦物包裹體，收集釋放出來的二氧化碳氣體，然后使用雙路法測試其碳同位素組成。由于真空球磨法使用剛玉球與礦物顆粒不停碰撞，將樣品磨碎成粉末樣品，樣品表面容易吸附包裹體釋放出來的氣體以及其它組分的物質，很難消除，造成分析誤差較大。另外，真空球磨法需要特制的球磨機，而且需要接入真空設備，造成裝置昂貴，磨碎樣品費時費力。

壓碎法在壓碎樣品的過程中，會有一部分的礦物沒有破碎，即使破碎的礦物中也仍然含有大量的細小包裹體，尤其對細小的礦物包裹體，壓碎法的提取率更低，而且壓碎法需要的樣品量大，效率低下。

真空爆裂法溫度較高，包裹體各組分之間以及包裹體組分與主礦之間可能發生作用，這種作用會引起同位素的分餾。

密封石英管爆裂法，是對真空爆裂法的改進，該方法雖然是對傳統爆裂法進行了改進，但是整個實驗過程異常繁雜，且在高溫下釋放出的氣液包裹體相互作用，容易造成同位素分餾的情況發生。

因此，需要設計一種可用于礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定裝置及其測定方法，以解決上述測試礦物包裹體中二氧化碳技術方法中的不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定裝置及測定方法，用于解決現有測試礦物包裹體中二氧化碳技術方法中離線前處理制樣裝置復雜、轉換收集過程費時費力、效率低下、同位素分餾的技術問題。

本發明技術方案：

礦物包裹體中二氧化碳碳同位素組成測定裝置，包括：

第一氦氣進氣口、第一閥門、第一水阱、第二氦氣進氣口、第二閥門、第二水阱、第三水阱、溫控加熱爐、六通閥、二氧化碳阱、單開口石英管、二氧化碳收集管、液氮杯、穩定同位素質譜儀、進樣針、樣品管及其若干根連接管線：

所述六通閥包括：六通閥第一端口、六通閥第二端口、六通閥第三端口、六通閥第四端口、六通閥第五端口和六通閥第六端口；

所述第一氦氣進氣口通過若干根連接管線依次經第一閥門、第一水阱、溫控加熱爐、第二水阱與六通閥第一端口相連；

所述第二氦氣進氣口通過若干根連接管線依次經第二閥門和第三水阱與六通閥第四端口相連；

所述第二氧化碳收集管放置于液氮杯內，所述二氧化碳收集管還分別與六通閥第二端口和六通閥第五端口相連；所述穩定同位素質譜儀與六通閥第三端口相連；

所述進樣針的上部通過連接管線分別連接至第一水阱和反應管，所述進樣針的下部插入樣品管內；所述二氧化碳阱的一端連接至六通閥第六端口，二氧化碳阱的另一端置于單開口石英管底部。

所述溫控加熱爐內部設置有反應管；