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研发出全球最大高质量锆石巨晶标样,免费分发多国使用

发布日期:2022/5/5 15:29:25      来源:      作者:
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      人物简介:胡兆初 中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室副主任。长期从事大陆地壳疑难元素丰度研究、元素和同位素分析新技术和新方法的开发以及国际地质标样的研发工作,在大型仪器纳秒和飞秒激光剥蚀等离子体质谱开放共享平台的构建等方面做了大量开拓性的工作。他是国家杰出青年科学基金获得者,并入选教育部新世纪优秀人才支持计划等。


      地质分析技术是地学研究和找矿事业的“眼睛”,也是地球科学创新研究的源泉。胡兆初参加工作16年来,一直致力激光微区分析实验技术平台建设、新技术和新方法开发、地质标准物质研制和对外分析服务工作,坚守在科研和教学第一线,工作勤勤恳恳,任劳任怨。
      在其带领下,中国地质大学激光剥蚀等离子体质谱实验室从最初的国际追赶、国际并行、到现在该平台许多方法和技术实现了国际引领,如在国际上率先开发出高精度激光微区原位锆石锆同位素分析方法、首创水蒸汽辅助激光剥蚀非基体匹配副矿物U-Th-Pb定年技术等。该实验平台已形成了自己特色的方法技术创新体系,已成为国际上有重要影响力的激光微区分析实验平台,也是国际上激光微区分析数据产生的中心之一。
研发全球最大高质量锆石巨晶标样,免费分发给多个国家实验室

      去年12月,胡兆初和团队通过行业媒体,发出了一条颇为慷慨的消息:“地大武汉胡兆初教授团队和中科院李献华院士等团队,联合研发出全球最大(9公斤)的高质量锆石巨晶标样,预计能满足全球地球科学家百余年的需求,欢迎国内外同行联系作者获取。”


      据介绍,微区分析是现代地球科学研究的重要技术支撑,高质量的标准物质则是微区原位研究的基石。而锆石是一种广泛存在于各类岩石中的副矿物,其物理化学性质稳定,是多种同位素体系理想的测试对象,也是地球科学研究最深入,应用最为广泛的矿物。
      目前,国际上应用最为广泛的锆石微区分析标样为91500巨晶,原重238克,曾经是世界上最大的锆石巨晶标样,但已快消耗殆尽。其价格昂贵(300英镑/100mg,约是黄金价格的70倍),供应严重受限,每个单位每两年才能向国际地质分析家协会申请购买一份(100 mg)。
      有潜力作为微区分析标样的锆石巨晶可遇不可求,胡兆初团队和中科院通过多年合作,成功研制出世界级的锆石巨晶Tanz标样。采自坦桑尼亚的Tanz巨晶共计9.06公斤,最大单颗锆石巨晶重达366克,其U含量等参数比91500更适合做标样,已成为目前国际上最大的锆石巨晶标样。
      这是一笔宝贵的财富。胡兆初表示,目前已免费分发给中国、美国、韩国、芬兰、西班牙、澳大利亚、奥地利等国家共计87家实验室,可满足国内外各微区分析实验室长期使用需求。
多年不懈努力,完成从追赶到并行再到引领

      “地球是一个极其复杂的物质体系,从微观角度观察和分析潜在的地质过程和物理化学变化是现代地球科学研究的重要方向。”胡兆初说,自己刚入行时,地学研究领域正在急速扩展,从传统地学研究延展至环境地质、行星地质、海洋地质、生物地质、极地地质和深地地质等诸多领域,对地质分析学科同样也提出了一系列新课题和挑战。


      “我们国家通过引进大批精密测试仪器,建立了大量可靠、适用的分析测试方法。但是整体来看,从仪器设备、基本原理、应用对象和分析策略都落后于西方发达国家。”经过多年发展,我国地质分析技术在部分领域已经达到世界一流水平,但在仪器设备研制,关键试剂耗材,标准物质研发等方面与西方发达国家还有很大的差距。
      为此,胡兆初带领团队致力激光微区分析实验技术平台建设、新技术和新方法开发、地质标准物质研制和对外分析服务工作,不断赶超,在关键部件研发、基础理论与机理研究和高精度分析方法开发等方面取得了多项原创性成果。
      他们结合自行开发的高精度疑难元素分析新技术和新方法,对来自中国、澳大利亚和美国等地大量经典上地壳样品中的元素含量进行了准确分析,成功估计了大陆上地壳共31种疑难元素和铂族元素新的丰度值,相关成果被Springer新出版的地球化学百科全书采纳,目前已被31个国家和地区的52种SCI刊物引用,使我国大陆地壳化学成分研究继续在国际上占重要地位。
      为突破制约激光剥蚀等离子体质谱分析精确度的瓶颈,胡兆初和团队研发了国内首个“波形”激光剥蚀信号在线平滑装置,通过独特的设计,解决了现有技术清洗时间长、信号强度降低严重等关键问题,突破了“光谱螺纹效应”对分析精度的制约。

      “可以说,我们从最初的国际追赶,到国际并行,再到现在,我们的平台许多方法和技术实现了国际引领。”胡兆初说。


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