高銣/鍶比地質樣品中鍶的共沉淀法快速分離及其高精度同位素測試

魏雙　奧琮　劉郁　劉文剛　柳富田　陳印　張健　周紅英　王力強

摘 要 高銣/鍶（Rb/Sr）比地質樣品Sr同位素的分析測試中，利用NaOH對樣品進行共沉淀處理可有效去除Na、K等基體元素和對Sr測試產生同質異位素干擾的Rb。通過對反應溫度、時間、堿濃度等條件進行優化，確立了最佳反應條件。結果表明，以2 mL 5% （w/V） NaOH為沉淀劑，100℃反應1 h，可去除99%以上的Rb、Na、K和Al， Sr回收率優于96%。共沉淀反應后，利用AG50W×12陽離子交換樹脂僅需進行一次過柱分離即可獲得高純度Sr。NaOH（99.99%）經過純化后用于共沉淀反應，不會引入基體元素，Sr的流程空白小于182 pg。對8種不同Rb/Sr比的巖石標準樣品（JR-2、BCR-2、BHVO-2、W-2、AGV-2、JG-3、JA-3、GSP-2）進行分離，結合高靈敏度熱電離質譜儀（TIMS）獲得高精度Sr同位素比值。結果表明，共沉淀-陽離子交換樹脂分離流程具有適用范圍廣且穩定可靠的優點，同時可節省大量無機酸，且耗時較短。通過共沉淀法預富集Sr，為高Rb/Sr比地質樣品的Sr同位素測試提供了一種新的分離途徑，具有重要的應用價值。

關鍵詞 地質樣品; 高銣/鍶比; 共沉淀法; 陽離子交換樹脂; 鍶同位素

1 引 言

自然界中銣（Rb）由2個同位素組成，分別為85Rb和87Rb; 鍶（Sr）由4個同位素組成，分別為84Sr、86Sr、87Sr和88Sr。87Rb通過放射性衰變釋放出β-粒子，衰變為穩定的87Sr。Rb-Sr同位素體系作為一種傳統放射性同位素體系， 廣泛應用于研究巖石成因、地殼演化、水循環、古環境及古氣候的演化等眾多領域[1～5]。Sr同位素的常用測試儀器為熱電離質譜儀（TIMS）或多接收等離子體質譜儀（MC-ICP-MS）。TIMS具有質量分餾小、靈敏度和測試精度高等優點，被公認為是測試Sr同位素最準確的儀器。利用TIMS測試Sr同位素比值主要受兩種因素干擾：87Rb對87Sr/86Sr測試產生同質異位素干擾; 基體元素對Sr電離效率的抑制作用[4]。因此，Sr的有效分離是獲得準確87Sr/86Sr同位素比值的關鍵。離子交換樹脂具有流程空白低、分離效率高、操作簡捷等優點， 是目前純化分離Sr的最佳選擇。

地質樣品中Sr的分離純化常用的離子交換樹脂主要有Sr特效樹脂[6～9]和強酸型陽離子交換樹脂[10～12]。兩類樹脂針對不同巖性樣品均有其各自優點，但是對于高Rb/Sr比的全巖地質樣品，為了確保Sr有較高的純度和回收率，一般需對樣品進行兩次分離純化[13]。由于地質樣品成分較為復雜，對于高Rb/Sr比地質樣品并未有明確的定義，本實驗室對于Rb含量大于100 μg/g，同時Rb/Sr比大于4的地質樣品，為確保Sr有良好的分離效果，利用陽離子交換樹脂進行兩次純化實驗。兩次分離純化流程雖能確保Sr有高純度和高回收率，但是需要耗費大量無機酸，且過程繁瑣耗時。本研究組在前期工作中，針對常規兩次分離流程進行優化，有效縮短了分離時間，但仍需要消耗大量無機酸[14]。曾有研究者提出利用對Rb有特定吸附作用的樹脂[15]或無機離子吸附劑[16]結合陽離子交換樹脂分離純化高Rb/Sr比樣品中的Sr，分離純化效果較好，但過程仍較復雜。

共沉淀法常用于微量元素的分離富集[17～20]，主要原理為向溶液中加入沉淀劑，利用共沉淀載體在沉淀過程中的吸附、包夾和混晶等作用，使其與目標元素一起形成難溶解的化合物，通過離心、過濾等操作，初步對目標元素起到分離純化的作用[18]。金屬氫氧化物共沉淀法具有沉淀速率快、易于離心分離、回收率高＼， 操作簡便等優點，因此廣泛應用于巖石、水體等樣品中痕量、超痕量元素的分離富集[21～24]。Sharma等[21，22]研究發現， 通過調節溶液pH值，可使超基性巖樣品溶液中Fe和稀土元素形成共沉淀，通過嚴格控制pH值變化范圍， 達到富集稀土元素的效果，結合離子交換樹脂可獲取高純Nd，從而獲得了高精度Nd同位素比值。Qi等[25]為了精確測定超基性巖樣品中稀土元素的含量，分別利用Mg（OH）2和Fe（OH）3為共沉淀載體對超基性巖樣品中稀土元素進行預富集實驗，通過共沉淀法不僅可有效富集稀土元素，同時可去除Mg、Fe、K、Na、Ca、Ba等主要基體元素。金屬氫氧化物共沉淀載體主要為Fe（OH）3和Mg（OH）2等，對于全巖樣品Fe和Mg均為主量元素，僅需通過調節溶液pH值即可進行共沉淀實驗。Rb為第一主族元素（堿金屬），化學性質與K相似，而Sr為第二主族元素（堿土金屬），化學性質與Ca相似。堿金屬氫氧化物易溶于水，而堿土金屬氫氧化物在水中溶解度較小。因此，可利用兩者在水中溶解度的差異性，通過共沉淀法對Sr與Rb及部分基體元素（Na、K）進行初步分離。目前，共沉淀法主要應用于痕量、超痕量元素分離富集，尚未有用于Sr同位素前期化學分離流程的報道。

本研究將共沉淀法和離子交換樹脂法相結合用于高Rb/Sr比地質樣品中Sr同位素測試的前期化學分離。利用NaOH對樣品進行共沉淀處理，預富集Sr，可去除99%以上的Rb和部分基體元素（Na、K、Al），而Sr的損失率低于4%，結合陽離子交換樹脂僅需再對Sr進行一次分離純化實驗，即可獲取高純Sr組分。結果表明，此分離流程滿足TIMS測試對Sr純度的要求，可獲得穩定的高精度87Sr/86Sr同位素比值。共沉淀法和離子交換樹脂法相結合的分離流程不僅可有效降低無機酸用量， 同時顯著提高了樣品分離效率，對于高Rb/Sr比地質樣品Sr的分離純化具有重要的應用價值。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

Thermo X series II電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS，Thermo Fisher Scientific公司）; Optima 8300電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES，PerkinElmer公司）; Triton熱電離質譜儀（TIMS，Thermo Fisher Scientific公司）。

HF、HCl、HNO3均為MOS級，經過美國Savillex公司的PFA亞沸蒸餾器純化3次; 實驗用水均經過 MilliQ Element 純水器純化的超純水，電導率大于18.2 MΩ cm; Re燈絲（純度：99.98%;? 規格：9.0 mm×0.75 mm×0.020 mm; 美國H.Cross公司）; 87Rb（99.4%）和84Sr（82.4%）同位素稀釋劑（美國橡樹嶺國家實驗室）; 陽離子交換樹脂為AG50W×12 （Bio-Rad，200～400目）; 美國地質調查局巖石標準物質：BCR-2（玄武巖）、AGV-2（安山巖）、BHVO-2（玄武巖）、W-2（輝綠巖）、GSP-2（花崗閃長巖）; 日本地質調查局巖石標準物質：JA-3（安山巖）、JG-3（花崗閃長巖）、JR-2（流紋巖）; Sr同位素標準物質：SRM987（美國國家標準局NIST）。5% NaOH溶液：利用Fe（OH）3共沉淀反應對高純NaOH進行再次純化[26]，準確稱取適量高純NaOH（99.99%， Sigma Aldrich公司）溶于質量濃度為0.05%FeCl3（99.99%，Sigma Aldrich公司）溶液中充分振蕩，靜置5 h，離心除去Fe（OH）3沉淀。0.15 mol/L H3PO4：利用高純H3PO4（99.999%，Sigma Aldrich公司）準確配制0.15 mol/L H3PO4溶液，通過AG50W×12陽離子交換樹脂對溶液進行純化。

2.2 樣品溶解及共沉淀反應

稱取（100±0.1） mg標準巖石樣品粉末于聚四氟乙烯溶樣罐，加入2.5 mL HF、0.5 mL HNO3、0.15 mL HClO4， 于150℃電熱板上保溫7 d，開蓋蒸干樣品，加入2 mL 6 mol/L HCl 溶解樣品并蒸干，向殘余物中加入2 mL 5% NaOH溶液，置于100℃電熱板保溫1 h。待溶液冷卻至室溫，轉移至5 mL離心管， 加水定容至4 mL，以4000 r/min離心10 min，棄去上清液，重復兩次。隨后，將沉淀物用2 mL 6 mol/L HCl溶解并蒸干， 再用1 mL 2.5 mol/L HCl 溶解，備用。

2.3 Rb和Sr化學分離

取2 mL AG50W×12陽離子交換樹脂置于內徑為0. 6 cm的石英柱管， 利用高純水將樹脂轉為中性。將1 mL 2.5 mol/L HCl介質的樣品溶液加入離子交換柱中，按照表1的分離流程進行Rb、Sr的分離。

2.4 Sr同位素質譜測試

Sr同位素測試采用熱電離質譜儀，Triton型質譜儀配置9個法拉第杯接收器，接收模式為靜態多接收模式，測試87Sr/86Sr同位素比值相應的法拉第杯結構見表2。Triton型質譜儀采用雙燈絲結構測試，移取1 μL 0.15 mol/L H3PO4 溶液涂覆于Re燈絲上蒸干，用1 μL 2.5 mol/L HCl溶解樣品并涂覆于Re燈絲上，待樣品蒸干后，緩慢升高燈絲電流，使燈絲微紅， 保持2～3 s， 隨后將電流歸零。

87Sr/86Sr同位素比值測試：分別調整電離帶和蒸發帶電流為3500 mA和300 mA，將樣品進行預熱2 min（Rb的電離溫度小于700℃，遠低于Sr的電離溫度1400℃， 通過預熱可選擇性去除樣品中殘余的微量Rb[4]）。樣品預熱之后， 將88Sr信號強度調整為6～8 V， 同時85Rb<0.2 mV，根據88Sr/86Sr=8.375209進行質量分餾校正，87Rb/85Rb=0.385041[27＼] 進行同質異位素干擾扣除，采集150組數據，積分時間為4 s。SRM987標準溶液用于監控儀器狀態，87Sr/86Sr=0.710247±0.000012 （2SD， n=12），與文獻報道值一致[7，28，29]。

3 結果與討論

3.1 共沉淀反應的最佳實驗條件

采用典型高Rb低Sr的流紋巖國際標樣JR-2（Rb=304 μg/g; Sr=8.30 μg/g; Rb/Sr≈37[30]）對反應溫度、時間、堿濃度等實驗條件進行優化。利用ICP-OES測定Na、K、Ca、Mg、Fe、Al、Mn等元素含量，ICP-MS用于測定Rb、Sr、Ti、Sm、Nd等元素含量。

3.1.1 堿濃度對共沉淀反應的影響 根據Sr和Rb化學性質的差異，堿土金屬的氫氧化物和碳酸鹽均難于水而堿金屬氫氧化物和碳酸鹽則易溶于水。利用NaOH或Na2CO3作為沉淀劑進行共沉淀實驗，不僅可實現Rb和Sr的初步分離，而且經過離心分離可去除由沉淀劑引入的Na+，不會引入額外的基體元素。因此，本研究分別利用NaOH和Na2CO3作為沉淀劑進行共沉淀實驗。結果表明，Ca、Mg、Fe、Mn、Sr等金屬離子均以沉淀形式存在，而Rb、Na、K則存在于上清液中。兩種共沉淀劑對Rb、Na、K的去除率均大于99%，Sr的損失率小于4%。利用NaOH作為沉淀劑還可去除99%的Al，而Na2CO3對Al的去除率小于1%，幾乎可忽略。鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素，通過共沉淀反應有效去除Al，可大幅降低基體元素的含量，有利于提高陽離子交換樹脂分離效率。已有研究表明[31]， Al（OH）3在NaOH溶液中反應生成Al（OH）-4， 且溫度升高有利于生成Al（OH）-4。

本實驗分別選用5% NaOH、4% NaOH+1% Na2CO3、3% NaOH+2% Na2CO3、2% NaOH+3% Na2CO3、1% NaOH+4% Na2CO3、5% Na2CO3共6種沉淀劑2 mL， 對國際標樣JR-2進行共沉淀反應，反應溫度為100℃，保溫1 h，冷卻至室溫后， 均定容至4 mL，為了便于比較不同組分回收率，經過第一次離心后統一移取3.5 mL上清液。由于K、Na、Ca、Mg、Fe等基體元素在NaOH和Na2CO3反應條件下去除率基本相同，因此不做過多討論，重點研究Al、Rb、Sr的去除率。通過測定3.5 mL上清液中Al、Rb、Sr的含量，由圖1可見，不同比例的NaOH和Na2CO3作為沉淀劑對于Rb的去除率大致相同（～85%）， Sr的去除率也大致相同（～2.2%）。而Al的去除率變化較大，當溶液中NaOH比例大于3%時，去除率84%，隨著NaOH濃度逐步降低，去除率明顯下降，當溶液中只有Na2CO3時，Al去除率低于2%，即Al主要以沉淀形式存在。上述結果表明，當NaOH和Na2CO3同時存在時，Al會優先與NaOH發生反應，主要以Al（OH）-4形式存在于溶液中; Na2CO3作為沉淀劑，Al則以沉淀形式存在。因此，NaOH更適合對地質樣品進行共沉淀反應。

3.1.2 時間和溫度對共沉淀反應的影響

已有研究表明[18，19]，共沉淀反應可在短時間內迅速達到反應平衡，為確保共沉淀反應完全，本研究將共沉淀時間定為1 h。為驗證溫度對于共沉淀反應的影響，分別考察25℃、60℃、100℃、130℃、150℃時的共沉淀反應。如圖2所示，反應溫度對于Rb和Sr的去除率幾乎沒有影響，Al的去除率則隨溫度上升而逐步升高，即高溫有利于去除Al。為提高Al的去除率， 選擇反應溫度為100℃。

3.1.3 共沉淀反應Sr的回收率和基體元素去除率 綜上所述，共沉淀反應最佳實驗條件為 2 mL質量濃度5% NaOH為沉淀劑，反應溫度為100℃，時間為1 h，離心2次。利用國際標樣JR-2進行共沉淀反應，系統測定基體元素和Rb的去除率及Sr的回收率。由表3可見，共沉淀反應可去除99%以上的Na、K、Al、Rb，Sr的損失率低于4%，Sm和Nd的損失率低于1%。雖然約有4% Sr的損失，但是共沉淀反應對Rb的去除率優于99%，因此通過適當提高樣品稱樣量可抵消Sr的損失。

3.2 標準巖石樣品Sr同位素測試結果

為驗證共沉淀-陽離子交換樹脂分離流程對不同巖性樣品Sr純化分離的適用性和穩定性，利用8種不同Rb/Sr比的巖石標準樣品進行Sr的分離純化實驗，并結合TIMS進行Sr同位素比值測試，每種樣品平行處理兩份。巖石標準樣品Rb和Sr含量測試，采用同位素稀釋-熱電離質譜法（ID-TIMS）測定，所用稀釋劑為87Rb和84Sr，利用常規陽離子交換樹脂分離純化獲得Rb和Sr，未涉及共沉淀實驗。共沉淀-陽離子交換樹脂分離流程應用于87Sr/86Sr同位素比值測試的前期化學分離環節。由表4可知， 不同巖石標準樣品的Rb、Sr含量和Sr同位素比值與文獻報道值相一致，且85Rb/86Sr<0.0001，表明共沉淀-陽離子交換樹脂分離流程穩定可靠，能夠滿足不同Rb/Sr比地質樣品Sr同位素高精度TIMS分析的要求。

3.3 化學分離流程空白

對于地質樣品中Rb、Sr的同位素分析，實驗流程空白的控制十分重要[39]，整個化學分離過程均在超凈實驗室百級超凈臺內進行，AG50W×12陽離子交換樹脂在每次使用前需采用35 mL 6 mol/L HCl進行再生，以去除樹脂中可能存在的基體元素。相比于常規陽離子交換樹脂分離流程，本研究增加了共沉淀反應， NaOH純度可能成為影響Sr流程空白的主要因素。因此， NaOH溶液需提前用FeCl3溶液進行共沉淀純化處理。

本研究對于全流程空白的監測采用ID-TIMS法測試，稀釋劑為87Rb和84Sr，分別對常規陽離子交換樹脂分離流程和共沉淀-陽離子交換樹脂分離流程進行Rb和Sr全流程空白測試。常規陽離子交換樹脂分離流程全流程空白：Rb含量<115 pg，Sr含量<167 pg，共沉淀-陽離子交換樹脂分離流程全流程空白：Rb含量<514 pg，Sr含量<182 pg。結果表明，共沉淀反應并未明顯增加Sr的流程空白，由于Rb和Na為同一主族元素，化學性質相近，對NaOH溶液進行純化處理后未能有效去除殘存的少量Rb，導致Rb的流程空白明顯增加。本研究主要研究Sr的分離純化，共沉淀反應后，99%以上的Rb被去除，結合陽離子交換樹脂再次去除殘留的少量Rb，雖然NaOH溶液會對Rb流程空白產生一些影響，但并不會對Sr同位素的測試產生干擾。因此，本流程的空白水平適用于常規地質樣品中Sr同位素的檢測。

4 結 論

通過共沉淀法對地質樣品進行Sr預富集分離， 利用典型高Rb/Sr比（Rb=304 μg/g; Sr=8.30 μg/g; Rb/Sr≈37）的國際巖石標樣JR-2進行條件優化實驗，確定了共沉淀反應的最佳反應條件， 對于Na、K、Al、Rb等基體元素的去除率優于99%，Sr的損失率低于4%。通過適當提高樣品的稱樣量可抵消Sr的損失。利用共沉淀法結合陽離子交換樹脂可廣泛用于高Rb/Sr比地質樣品中Sr的分離純化。

選擇不同巖性的標準巖石樣品進行相關實驗測試， 測試結果與文獻報道值相一致， 表明本方法可靠穩定。與常規利用陽離子交換樹脂對高Rb/Sr比地質樣品進行兩次分離實驗相比， 本方法可明顯節省無機酸使用量，是一種相對綠色且高效的分離流程。

對高純NaOH（99.99%）進行純化處理，有利于Sr流程空白的控制，利用ID-TIMS法監測全流程空白，結果表明，本方法雖會使Rb流程空白增加，但并未明顯增加Sr的流程空白，本流程的空白水平適用于常規地質樣品中Sr同位素的檢測。

References

1 Bentahila Y， Othman D B， Luck J M.? Chem. Geol.， 2008， 248（1-2）： 62-82

2 Blum J D， Erel Y. Nature，? 1995，? 373： 415-418

3 Dou Y G， Yang S Y， Shi X F， Clift P D， Liu S F， Liu J H， Li C， Bi L， Zhao Y. Chem. Geol.，? 2016，? 425（1）： 93-109

4 Li C F， Guo J H， Chu Z Y， Feng L J， Wang X C. Anal. Chem.，? 2015，? 87（14）： 7426-7432

5 Zhong H， Zhu W G， Hu R Z， Xie L W， He D F， Liu F， Chu Z Y. Lithos，? 2009，? 110（1-4）： 109-128

6 LIU Wen-Gang， LIU Hui， LI Guo-Zhan， ZHOU Hong-Ying， XIAO Zhi-Bin， TU Jia-Run， LI Hui-Min.?? Acta Geologica Sinica，? 2017，? 91（11）： 2584-2592

劉文剛， 劉 卉， 李國占， 周紅英， 肖志斌， 涂家潤， 李惠民. 地質學報， 2017，? 91（11）： 2584-2592

7 TANG Suo-Han， ZHU Xiang-Kun， LI Jin， WANG Jin-Hui， YAN Bin.? Chinese J. Anal. Chem.，2010，?? 38（7）： 999-1002

唐索寒， 朱祥坤， 李 津， 王進輝， 閆 斌.? 分析化學， 2010，? 38（7）： 999-1002

8 LI Chao-Feng， LI Xian-Hua， GUO Jing-Hui， LI Xiang-Hui， LI Huai-Kun， ZHOU Hong-Ying， LI Guo-Zhan.Geochimica，2011，? 40（5）： 399-406

李潮峰， 李獻華， 郭敬輝， 李向輝， 李懷坤， 周紅英， 李國占.? 地球化學，? 2011， ?40（5）： 399-406

9 Harlou R， Pearson D G， Nowell G M， Ottley C J， Davidson J P.? Chem. Geol.，? 2009，? 260（3）： 254-268

10 Li C F， Chen F K， Li X H.? Int. J. Mass Spectrom.，? 2007，? 266（1-3）： 34-41

11 Chu Z Y， Guo J H， Yang Y H， Qi L， Li C F.Geostand. Geoanal. Res.，? 2014，? 38（1）： 61-72

12 LIU Wen-Gang， LI Guo-Zhan， LIU Hui， CHEN Yin， XIAO Zhi-Bin， ZHOU Hong-Ying， ZHANG Jian， TU Jia-Run， LI Hui-Min.? Acta Geoscientica Sinica，? 2018，? 39（1）： 119-124

劉文剛， 李國占， 劉 卉， 陳 印， 肖志斌， 周紅英， 張 健， 涂家潤， 李惠民.? 地球學報，? 2018，? 39（1）： 119-124

13 Li C F， Li X H， Li Q L， Guo J H， Li X H， Yang Y H.? Anal. Chim. Acta，? 2012，? 727（10）： 54-60

14 LIU Wen-Gang， LI Zhi-Dan， WEI Shuang， CHEN Ji， LIU Yu， AO Cong， XIAO Zhi-Bin， ZHOU Hong-Ying， LIU Hui.? Chinese J. Anal. Chem.，2019，? 47（7）： 1054-1060

劉文剛， 李志丹， 魏 雙， 陳 繼， 劉 郁， 奧 琮， 肖志斌， 周紅英， 劉 卉.? 分析化學，? 2019，? 47（7）： 1054-1060

15 MA Yan-Lin， GUO Chun-Ping， LIU Hong-Yan.Journal of Changchun University of Earth Sciences，? 1995，? 25（2）： 229-231

馬雁林， 郭春萍， 劉紅艷.? 長春地質學院學報，? 1995，? 25（2）： 229-231

16 LI Hua-Qin， YIN Guo-Shi.? Acta Petrologica Mineralogica et Analytica，? 1985，? 4（3）： 238-241

李華芹， 尹國師.? 巖石礦物及測試，? 1985，? 4（3）： 238-241

17 Wu J F， Boyle E A.? Anal. Chem.，? 1997，? 69（13）： 2464-2470

18 LIU Wei， SONG Jin-Ming， YUAN Hua-Mao， LI Xue-Gang， LI Ning， DUAN Li-Qin.Journal of Instrumental Analysis， 2017，? 36（4）： 471-477

劉 偉， 宋金明， 袁華茂， 李學剛， 李 寧， 段麗琴.? 分析測試學報，? 2017，? 36（4）： 471-477

19 Ardini F， Magi E， Grotti M.? Anal. Chim. Acta，? 2011，? 706： 84-88

20 Li Y T， Guo W， Wu Z W， Jin L L， Ke Y Q， Guo Q H， Hu S H. Microchem. J.，? 2016，? 126： 194-199

21 Sharma M， Wasserburg G J， Papanastassiou D A， Quick J E， Sharkov E V， Lazko E E. Earth Planet. Sci. Lett.，? 1995，? 135： 101-114

22 Sharma M， Wasserburg G J. Geochim. Cosmochim. Acta，1996，? 60（22）： 4537-4550

23 Greaves M J， Elderfield H， Klinkhammer G P. Anal. Chim. Acta，1989，? 218： 265-280

24 Andersson P S， Wasserburg G J， Ingri J. Earth Planet. Sci. Lett.，? 1992，? 113： 459-472

25 Qi L， Zhou M F， Malpas J， Sun M. Geostand. Geoanal. Res.，2005，? 29（1）：131-141

26 Chu Z Y， Guo J H， Yang Y H， Qi L， Chen L， Li X C， Gao J F.? J. Anal. At. Spectrom.，2012，? 27（3）： 509-515

27 Charlier B L A， Ginibre C， Morgan D， Nowell G M， Pearson D G， Davidson J P， Ottley C J.? Chem. Geol.，? 2006，? 232（3-4）： 114-133

28 Yang Y H， Zhang H F， Chu Z Y， Xie L W， Wu F Y. Int. J. Mass Spectrom.，? 2010，? 290（2）： 120-126

29 Li C F， Wu H Q， Chu Z Y， Wang X C， Li Y L， Guo J H.? Microchem. J.，? 2019，? 146： 906-913

30 Dulski P. Geostand. Newslett.，? 2001，? 25（1）： 87-125

31 Pereira J A M， Schwaab M， Delloro E， Pinto J C， Monteiro J L F， Henriques C A. Hydrometallurgy，? 2009，? 96： 6-13

32 Jochum K P， Weis U， Schwager B， Stoll B， Wilson S A， Haug G H， Andreae M O， Enzweiler J. Geostand. Geoanal. Res.，? 2016，? 40（3）： 333-350

33 Raczek I， Stoll B， Hofmann A W， Jochum K P. Geostand. Geoanal. Res.，? 2001，? 25（1）： 77-86

34 Chen S， Wang X H， Niu Y L， Sun P， Duan M， Xiao Y Y， Guo P Y， Gong H M， Wang G D， Xue Q Q. Sci. Bull.，? 2017，? 62： 277-289

35 Weis D， Kieffer B， Maerschalk C， Barling J， Jong J， Williams G A， Hanano D， Pretorius W， Mattielli N， Scoates J S， Goolaerts A， Friedman R M， Mahoney J B.? Geochem. Geophys. Geosyst.，? 2006，? 7（8）： Q08006

36 Raczek I， Jochum K P， Hofmann A W. Geostand. Geoanal. Res.，? 2003，? 27 （2）： 173-179

37 Miyazaki T， Shuto K. Geochem. J.，? 1998，? 32： 345-350

38 Imai N， Terashima S， Itoh S， Ando A. Geostand. Newslett.，? 1995，? 19（2）： 135-213

39 LI Qiu-Li， CHEN Fu-Kun， WANG Xiu-Li， LI Xiang-Hui， LI Chao-Feng.Chinese Science Bulletin，? 2006，? 51（3）： 321-325

李秋立， 陳福坤， 王秀麗， 李向輝， 李潮峰.? 科學通報，? 2006，? 51（3）： 321-325

Abstract In analysis of strontium （Sr） isotope in geological samples with high rubidium （Rb）/Sr ratios， a large number of matrix elements （Na， K， etc.） and isobaric interference of Rb on Sr isotopic analysis were effectively removed by coprecipitation method using NaOH. The influence of reaction temperature， reaction time and alkali concentration were investigated， and the optimum reaction conditions were determined finally. The results showed that the removal rate of Rb， Na， K， Al was over 99% and the recovery of Sr was better than 96% by coprecipitation for 1 h using 2 mL of NaOH with a mass-to-volume ratio of 5% at 100℃. After coprecipitation， high purity Sr was obtained by a single separation and purification using AG50W×12 cation exchange resin. NaOH （99.99%） without adding excess matrix elements and the total procedure blanks of Sr was less than 182 pg. With this method， Sr isotope was separated from eight standard rock samples with different Rb/Sr ratios （JR-2， BCR-2， BHVO-2， W-2， AGV-2， JG-3， JA-3， GSP-2）， and then high precision determination of Sr isotope ratios was obtained by highly sensitive thermal ionization mass spectrometer （TIMS）. The result showed that the coprecipitation-cation exchange resin separation process had many advantages such as wide application range， stability and reliability， low consumption of inorganic acids and short reaction time. Preconcentration of Sr by the coprecipitation method provided a new separation way for Sr isotope determination in geological samples with high Rb/Sr ratios， showing an important application value.

Keywords Geological samples; High rubidium/strontium ratio; Coprecipitation method; Cation exchange resin; Strontium isotope