广州海洋局建立高精度铜-铁-锌同位素分析测试方法

图1 广州海洋地质调查局自研的四种深海沉积物标准物质采样区域及Cu-Fe-Zn同位素组成

　　覆盖了海洋面积的40.7%的深海沉积物，是海洋环境中过渡金属和稀土元素的最大汇。过渡金属（如铜、铁和锌）以及稀土元素对于超导、光电和新能源技术的应用至关重要。它们在研究洋流、古环境变化和生物地球化学循环方面也发挥着重要作用。随着高精度金属稳定同位素分析方法的发展，Cu-Fe-Zn同位素已成为研究海洋金属元素循环的重要工具。然而，尽管前人对包括深海沉积物和铁锰结核及结壳在内的海洋地质样品进行了Cu-Fe-Zn同位素测试，但缺乏针对性的分离纯化方法和相应的参考物质，这可能会影响天然样品测试结果的准确性。

　　本研究选取了一系列海洋地质相关的参考物质作为研究对象，其中包括4种广州海洋地质调查局实验测试研究所自主研发的富稀土深海沉积物参考物质（GMGS-1、GMGS-2、GMGS-3、GMGS-4），以测定其Cu-Fe-Zn同位素组成。本研究改进了以往的分离纯化方法，在利用AG-MP-1M树脂完全分离Cu、Fe、Zn的基础上，针对深海富Co样品，利用AG-1-X8树脂实现了Fe和Co的完全分离，该方法简便高效，适用于珍贵的深海样品。此外，本研究还设置了一系列条件实验，探讨了Mn、Co、Ba、Y和稀土等深海沉积物异常富集的元素对Cu-Fe-Zn同位素分析测试结果的影响。所有样品的Cu-Fe-Zn同位素长期分析精度均优于±0.04‰（2SD），达到国际一流水准。

图2 海洋地质相关参考物质的Cu、Fe、Zn分离纯化淋滤曲线

图3 海洋地质相关参考物质的Zn-Fe同位素质量分馏线

　　广州海洋地质调查局朱扬涛博士为该论文第一作者，邓义楠教授为通讯作者，合作单位包括中国地质大学（武汉）。本研究得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目、广东省基础与应用基础研究基金等联合资助。

　　文章信息：Zhu, Y. T., Deng, Y. N., Li, M., Zhang, G. L., He, G. W., Cao, J., Liu, Y. F., and Wang, Y. M., 2025, High-precision Cu-Fe-Zn Isotopic Analysis in Deep-sea Sediments: Method Validation and Reference Materials Development: Atomic Spectroscopy, v. 46, p. 74-83, https://doi.org/10.46770/AS.2024.275.