LA-ICP-MS是一种新型的固体微区微量元素与同位素分析技术，可以在微米尺寸范围进行颗粒矿物的微量元素的原位微区分析、随矿物生长环带的元素与同位素分布分析以及深度轮廓分析，已成功地用于地质、冶金、环境及生物样品中微区微量元素与同位素的分析研究。　　 硫化物矿物中微量元素及铂族元素(Platinum group elements，PGEs)随矿物生长过程的分布信息可以直接反应成矿时物理、化学条件的变化，为成矿机制的研究提供可靠的依据。在主要的热液硫化物矿物(如黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等)生长过程中，痕量元素的含量变化是成矿溶体化学和矿物沉积热动力学条件变化的灵敏指示剂。另外，岩浆成因的硫化物是Ni、Cu和铂族元素重要的商业来源，而元素的丰度可以为矿床开采提供重要信息。为获得高分辨、低检出限的硫化物矿物元素分布信息，采用LA-ICP-MS原位微区分析硫化物矿物已成为矿产勘查中十分热衷的分析手段。但是目前，LA-ICP-MS分析硫化物仍旧是困扰分析学家的难题之一，这主要是由于以下几个困难：无硫化物基体的痕量元素微区分析参考标准；硫化物中金属的含量比例高，且存在高浓度的第一过渡族元素和S会在高质量范围导致多原子干扰；与NIST玻璃不同，样品中存在的金属并不在同一水平；硫化物的剥蚀特性与成岩矿物或NIST有很大不同。　　 在我国复杂地质条件下，硫化物的LA-ICP-MS微区分析可为矿产资源勘探、共生伴生硫化物矿产的开采、冶选与资源综合利用效率提供一种新的技术手段和研究方法。然而目前在国内外硫化物矿物LA-ICP-MS分析尚存在硫化物矿物激光剥蚀行为不清楚、严重的分馏效应、缺少国际统一的硫化物矿物LA-ICP-MS微区分析的校正标准等问题，因此迫切需要从以上几点着手进行研究，进而建立高分辨、高精度的硫化物矿物微量元素和PGEsLA-ICP-MS微区分布分析技术及标准化分析流程，并以天然硫化物矿物为分析对象，验证所建立的硫化物矿铂族金属及微量元素的LA-ICP-MS微区分析技术的可靠性。本论文结合前人对LA-ICP-MS微区分析的研究成果和工作积累，以含铂族元素的硫化物矿物为研究对象，探讨了不同类型硫化物矿物微量元素及PGEs在193nm ArF准分子激光剥蚀系统的激光剥蚀特性、分馏效应，尝试研制适合含铂族元素硫化物矿物LA-ICP-MS微区分析的校正标准，为建立高灵敏含铂族元素的硫化物矿微量元素、同位素LA-ICP-MS微区分析新技术奠定基础。本论文主要研究内容如下：　　 1.在LA-ICP-MS分析过程中，元素分馏效应会为校正带来困难。为了能够有效地抑制元素分馏效应，实验采用在激光剥蚀池和等离子体炬管之间串联一个自制的介质阻挡放电装置，激光剥蚀产生的气溶胶通过具有高密度电子放电通道的DBD装置，LA-ICP-MS瞬时信号轮廓的平滑度、分析信号精密度得到明显改善，对213nm LA-ICP-MS的元素分馏效应抑制作用明显，元素分馏因子更趋近于1，其分析特性可与深紫外193 nm准分子激光相媲美。　　 2.硫化物矿物LA-ICP-MS分析元素的激光剥蚀行为研究。实验研究了不同激光能量、功率、激光剥蚀斑径等对信号灵敏度和信号峰型的影响，探讨硫化物矿物中微量元素及PGEs的元素分布信息。以黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、辉钼矿、磁黄铁矿五种不同类型的硫化物矿物为对象，研究不同激光操作条件下193nmArF激光剥蚀-ICP-MS与硫化物相互作用机制，探讨剥蚀气溶胶再分配机制，确定193nmArF准分子紫外激光的LA-ICP-MS系统剥蚀硫化物的最佳条件。　　 从剥蚀的显微照片(剥蚀形貌)中可以明显看出，193nmArF激光对硫化物的剥蚀与对硅酸岩的剥蚀行为显著不同，其剥蚀晕为剥蚀斑径的8～14倍。不同硫化物矿物的剥蚀阈值不同，硫化物的矿物的LA-ICP-MS分析需要选择合适的激光能量。实验以黄铁矿为例考察激光能量对硫化物剥蚀分析信号的影响。30mJ的能量最优，激光的剥蚀斑径最好大于32μm，才不会产生明显的元素分馏特征。另外，在不同的剥蚀斑径下，硫化物矿物(黄铜矿)与NIST610剥蚀行为的区别明显。实验考察了6Hz、10Hz和20Hz三种激光剥蚀频率对硫化物矿物剥蚀行为的影响。随着频率的增加，产生的信号强度增大，同时更容易产生大颗粒。产生的颗粒会被激光“震动”出剥蚀坑，由于激光的脉冲频率很高，被“震，，出来的颗粒又会被下一个脉冲带回剥蚀坑内，因此大颗粒很难被载气带出剥蚀坑。由于硫化物矿物中硫元素容易升华，因此会产生上述以气相沉积为主的剥蚀晕。　　 3.硫化物矿物LA-ICP-MS分析的元素分馏效应探讨。研究硫化物矿物的分馏效应目的是为了之后的校正奠定基础，本章从元素分馏因子(elemental fractionation index，EFI)的角度详细探讨元素的分馏、激光剥蚀气溶胶再分配机制。根据硫化物矿物样品激光剥蚀信号计算出来的元素分馏因子对不同性质的样品聚类分析，同时对元素在不同硫化物矿物中的行为进行聚类分析，进一步探讨硫化物矿物中的元素分馏行为。另外，比较了硫化物矿物中EMPA和LA-ICP-MS的分析结果。　　 硫化物矿物在50s、300个脉冲的剥蚀过程中，主要元素无随时间变化的分馏(以34S为内标计算的元素分馏因子，范围是0.8-2.0)。因此，无需对此类分馏进行校正。根据计算出来的元素分馏因子对五种矿物的剥蚀特性采用SPSS进行聚类分析，Fe和S形成的黄铁矿和磁黄铁矿成为一类；黄铜矿、闪锌矿和辉钼矿成为一类，其中前两者的元素分馏行为更为接近。根据元素分馏因子对样品和元素进行聚类分析，结果表明，化学组成相近的矿物具有相似的剥蚀行为。比较EMPA和LA-ICP-MS对硫化物的分析数据可得出，存在化学计量分馏效应。剥蚀晕的分析也证实了这一点。但是由于电子探针与LA-ICP-MS的分辨率不同，其分析硫化物数据(NIST610校正)的不一致性还需要进一步比较探讨。　　 4.含铂族金属硫化物矿物LA-ICP-MS微区分析基体匹配校正标准的研制。以金川岩浆硫化铜镍矿床含铂族金属硫化物矿物相组成为依据，计算元素组合配比(Fe-Cu-Ni-Zn-S-PGEs及半金属As-Sb-Bi-Te)用于合成标准中的元素组成。本章采用水热法合成纳米级硫化物再掺入不同浓度梯度的微量元素、PGEs及半金属，经高温熔融研制LA-ICP-MS微区分析校正标准，最后对合成标准的表观均一性、化学组成的均一性、激光剥蚀行为以及稳定性等考察。