В этом году в Центре изотопных исследований Института Карпинского запущена новая лазерно-абляционная система LSX-213nm G2+ (производитель Teledyne CETAC Technologies) на основе твердотельного наносекундного лазера, в комбинации с масс-спектрометром ICP высокого разрешения NEPTUNE (производитель Thermo Scientific).
В настоящее время для решения геологических задач по определению возраста пород, руд и минералов, а также изотопно-геохимических параметров миграции и накопления рудных компонентов, металлогенических характеристик расплавов и флюидов требуется применение прецизионных приборов, отвечающих последним достижениям аналитического приборостроения.
Современные инструменты позволяют проводить ранее недоступные углубленные изотопные анализы руд и минералов локальными методами, без разрушения образцов, на участках, отвечающих размерам генетически значимых доменов вещества (зоны роста, ядра, микровключения в минералах). Такими инструментами являются вторично-ионные микрозонды (SIMS) и системы лазерной абляции (LA) с масс-спектрометрами с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS).
Лазерная абляция — способ удаления вещества с поверхности фотонным лазерным импульсом. Лазерная абляция используется для прямого локального анализа образцов без их существенного разрушения. При взаимодействии лазерного излучения с веществом происходит процесс плавления, испарения или сразу сублимации с образованием паров и низкотемпературной плазмы. Затем она анализируется в масс-спектрометре ICP, в котором анализ производится путем переноса аэрозоля образца в индуктивно-связанную плазму и определением ионов в масс-спектрометре.
Следует отметить большой вклад сотрудников группы ИСП Центра изотопных исследований – А. Салтыковой, В. Давыдова, Е. Салль, которые в течение 4-х месяцев провели монтаж, запуск, настройку, тестирование системы лазерной абляции, отработку протоколов измерений всего комплекса LA-ICP-MS, проверку схемы обработки результатов, выполнили сотни сличительных и контрольных анализов, измерения международных стандартов цирконов, формализовали методику измерений по детритовым цирконам.
Характеристики наносекундного лазерного источника, запущенного в Центра изотопных исследований - длина волны 213 нм, частота 1-20 Гц, длительность импульса 3-5 нс, размер лазерного пятна от 4 до 200 мкм. Эти характеристики позволяют использовать систему для таких востребованных виды изотопных анализов, как датировки источников сноса осадочных бассейнов по детритовому циркону, определение индикативных элементов (REE, Hf и др.) в акцессорных и породообразующих минералах.
В целом, история использования лазерного пробоотбора насчитывает более 60 лет. В 1960-х годах были использованы лазерные импульсы микросекундной (10-6) длительности. Развитие лазерной техники привело к тому, что в 80-90-х большинство работ выполнялось уже с помощью лазерных импульсов наносекундного (10-9) диапазона. В следующее десятилетие развитие получили исследования пикосекундной (10-12) лазерной абляции. В последние 10 лет широко применяются лазеры с фемтосекундной (10-15) длительностью импульса. Такие приборы позволят выйти на качественно новый уровень исследований, и мы ожидаем их скорейшего появления в Центре изотопных исследований.
