硼元素是一种重要的非金属战略矿产资源，广泛应用于核工业、永磁材料、超导体及新能源等领域。电气石作为地壳中富硼矿物的典型代表，其硼同位素组成（δ11B）能够忠实记录岩浆作用、俯冲带流体活动、成矿过程等关键地质事件，是示踪地球化学过程的重要工具。
离子探针是获取电气石中硼同位素的重要微区原位分析手段，以其高空间分辨和高精度而备受科研人员的青睐。然而，传统的二次离子质谱（SIMS）分析中，基体效应（由主量元素如Fe、Mn、Al、Mg等含量差异引起）和质量歧视问题严重制约了硼同位素测定的准确性。大量的研究表明，离子探针分析中电气石中硼同位素的准确测定受到部分特征元素（如铝，铁和锰等）的影响，因此通常利用电子探针进行电气石中主量元素测定后，再进行离子探针分析硼同位素，最后结合两个测试结果进行离线校正。这种方法的缺点在于费时费钱（需进行两次不同的测试），同时由于两次实验采样体积不同导致硼同位素的准确性存在风险。
图1 电气石硼同位素在线基体效应校正结果
(a) 利用同步测定的 Fe/B 和 Mn/B 信号比值建立在线校正模型，对电气石标准样品中硼同位素质量歧视进行拟合，实测值与模型计算值具有良好线性关系，表明 Fe、Mn 信号可有效指示基体效应。(b) 九种电气石标准样品经在线校正后的 δ¹¹B 组成与推荐值对比；彩色区域为 MC-ICP-MS 推荐的 δ¹¹B 范围（2SD），误差棒为单点分析标准误（SE）。校正后各标准样品 δ¹¹B 均与推荐值在不确定度范围内一致，证明该在线校正方法无需 EPMA 数据即可获得可靠的电气石硼同位素分析结果。
本研究提出了一种基于NanoSIMS的在线基体效应校正方法，可同步测定主要元素（Fe、Mn、Al、Mg）及硼同位素。FeOT+MnO含量与硼同位素比值呈现强线性相关（R²>0.93），表明Fe-Mn替代可能是IMF的主要控制因素。随后通过二元线性回归模型，同步测量Fe/B和Mn/B比值，对硼同位素比值进行在线基体效应校正。通过对九种成分各异的电气石标准样品进行在线分析与校正，获得的δ¹¹B值与推荐参考值在不确定度范围内保持一致，证明该方法无需EPMA数据即可将IMF偏差从最高7‰降低至参考值的0.6‰以内。该方法显著提升了分析效率与可靠性，为复杂地质过程中的高精度硼同位素追踪提供了可靠的工具。
本研究获以下项目联合资助：国家重点研发计划（2023YFC2906702）、国家自然科学基金项目（项目编号：42025301、42373074）以及贵州省基础研究计划（项目编号：黔科合基础-[2024]青年367)。
论文信息：Shaohua Dong, Youwei Chen*,Jian-Feng Gao, Xianwu Bi and Ruizhong Hu. Online correction of matrix effects for boron isotope analysis in tourmaline using nano-secondary-ion mass spectrometry, J. Anal. At. Spectrom., 2025, 40, 3294-3305. DOI: 10.1039/d5ja00320b
董少花供稿
附件：
