稀有气体质谱实验室

仪器型号

英国 GV-5400He型静态真空稀有气体质谱仪

仪器简介

英国GV 5400He型静态真空稀有气体质谱仪主要由熔样系统（Furnace）、气体处理系统(Prep)、质谱仪主机(Mass Spectrometer)以及电控系统组成，主机配有法拉第杯(High Mass Faraday Bucket)、电子倍增器(Electron Multiplier)和Daly光电倍增器(Daly－Multiplier)（如图1）。另外还有自行设计的全不锈钢岩矿样品压碎装置，可以进行单矿物流体包裹体中的稀有气体组成分析测定。

主要技术指标

1. Resolution

a. High Mass Faraday: 228.1

b. Axial Collector (Multiplier): 682.3

c. Axial Collector (Daly): 679.6

2. Background

Mass 36 Argon: 6.519×10^-15ccSTP

3. Sensitivity

Helium: 3.9725×10^-4A/Torr

Argon: 1.1018×10^-3A/Torr

4. Static vacuum level

Rise of ⁴⁰Ar signal: 1.613×10^-14ccSTPmin^-1

5. Abundance sensitivity

Tail contribution at ³⁹Ar from ⁴⁰Ar at 10^-7/Torr: 0.136ppm

6. Peak side stability

Drift is 60.87ppm in field at mass 40 over 30 minutes

7. Prep Bench

Rise of 40Ar signal: 4.20×10^-13ccSTPmin^-1

8. Peak top flatness

High collector: ⁴⁰Ar peak to be flat to better than ±1 in 10³ over 300 ppm in mass

Multiplier collector: ⁴⁰Ar peak to be flat to better than ±1 in 10³ over 150 ppm in mass

Daly collector: ⁴⁰Ar peak to be flat to better than ±1 in 10³ over 150 ppm in mass

仪器工作原理

气体从熔样炉或真空压碎装置中获得后，经过气体处理系统的净化，进入离子源（Resource），在离子源中（图2）利用电子撞击中性气体分子或原子转变成带电离子。带电离子沿垂直磁力线方向在磁场中运动，使离子按照质荷比的大小分离开。被分离的离子流聚焦于接受器（图3）上，经法拉第杯、电子倍增器以及Daly光电倍增器等增益放大后进行电子学测量。所测得离子流相对峰高正比于它所代表的同位素丰度，由离子流质谱图可确定同位素丰度。

气体获取技术

从固体样品中获取稀有气体常用的方法有加热熔融法和压碎法。加热熔融法是在高真空条件下，高温加热熔融样品，释放样品中含有的稀有气体；压碎法指在高真空条件下，利用外力将岩矿压碎，达到抽提气体的目的。

应用范围

仪器主要用于固体样品、天然气等样品中稀有气体同位素组成的测定。可广泛应用于成矿流体示踪、火山熔岩、地幔演化、壳幔交代、天然气地球化学、深部气体地球化学、断裂和地震活动。