通过快速高分辨率LA-ICP-TOFMS成像显示海洋结核中的关键金属
在早期成岩作用期间,多金属结核是深海中最普遍的关键金属储层之一。包括REY(稀土元素+Y)在内的微量元素可以提供丰富的信息来记录源到汇(STS)过程和关键金属富集机制。元素成像显示多元素分布,是展示各元素浓度相互关系的重要“透视”技术。然而,由于分析时间长和横向分辨率低,宏观(几毫米)和微观(几十微米)区域的传统元素成像仍然是一个主要挑战。在这里,应用电感耦合等离子体飞行时间质谱(ICP-TOFMS),结合配备了低分散双体积样品池和双同心注射器的激光剥蚀系统(LA),在宏观和微观尺度上完成元素成像。LA-ICP-TOFMS成像分别应用于整个多金属结核(10*9mm2@40μm2斑点大小,1300μm/s扫描速度和15Hz频率)和带有微层的微区(700*350μm2@1μm2,200μm/s和200 Hz)元素成像。结核内元素分布模式主要受产状矿物控制。例如,一些金属(例如Cu,Co,Ni)与Mn相似,表明这些金属存在于Mn相矿物中。这些元素从内层到外层有先减少后增加的趋势,这表明氧化还原环境在生长过程中可能经历了从有氧到低氧再到有氧的过程。实验结果证明了LA-ICP-TOFMS分析软质和多孔材料的可行性,与传统的LA-ICP-QMS相比,其优点包括更短的时间和更高的横向分辨率,扩展了深海早期成岩沉积物样品的地球化学成像技术。