利用雷射電漿質譜儀分析隕石鈣鋁包裹體的鈦同位素

Abstract

我們已成功建立以雷射電漿質譜儀進行隕石中鈣鋁包裹體的『原地』高精確度鈦同位素分析技術。這一技術的發展，使我們突破過去以離子探針進行『原地』鈦同位素分析技術的精確度僅能達到千分比的瓶頸，提升到萬分比的等級，等同於熱游離固離子質譜儀以化學純化後量測鈦同位素比的精度水準。這使得我們得以開啟新的探索方向：(1)碳質球粒隕石的鈣鋁包裹體中的鈦同位素比是否為均質的，(2)同位素質量分化作用和鈣鋁包裹體的形成機制，和(3)太陽系的混合均質作用。 我們利用這一新技術量測了2顆已用熱游離源固離子質譜儀量得鈦同位素比的鈣鋁包裹體（Egg-6和Egg-3），其中Egg-6我們量得2顆鈦輝石的同位素組成和固離子質譜儀一致，而Egg-3我們分析5顆鈦輝石的同位素組成和固離子量得的50Ti/49Ti是一致的，但46Ti/49Ti和48Ti/49Ti我們量得的結果顯示為等同於太陽系的正常值，並不存在鈦-46、48正異常這一端成份，這一結果支持Egg-3仍是屬於正常鈣鋁包裹體的一員。同顆鈣鋁包裹體的不同鈦輝石顆粒在我們所達到的分析精度內顯示是均質的，表示形成這類（B類）鈣鋁包裹體，其鈦同位素可能在形成前就已經在該區域達成均質，或者是藉由形成的機制來達成同位素組成的均質。 利用這一技術進行質量分化效應的研究必須有賴完整的了解分析過程中產生的基質效應。鈦輝石的化學組成會產生相對於鈦標準礦物（鈦金屬、金紅石、榍石）低千分之一的儀器質量分化效應（較偏好輕同位素）。目前我們量測所得到的質量分化效應變異是由於些微的組成差異造成，抑或真是源自鈣鋁包裹體的信號，仍有待深入的探討。