[发明专利]一种矿物中气、液包裹体的碳、氢同位素分析预处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿物中气、液包裹体的碳、氢同位素分析预处理装置，特别是涉及一种可以掌握矿物包裹体的爆裂程度，还能对整个系统的真空度实现快速达标的矿物中气、液包裹体的碳、氢同位素分析预处理装置。

背景技术

包裹体中碳、氢同位素的分析是在真空条件下，打开包裹体提取其中含碳、氢的化合物，通过高温氧化铜的氧化，使之分别转化为二氧化碳和水，全部冷冻收集在液氮冷阱(-196℃)中，然后液氮冷阱换为干冰-酒精冷阱(-80℃)，分离出纯净的二氧化碳进行碳同位素分析，最后撤掉干冰-酒精冷阱，使解冻后的水通过高温锌炉，收集产生的氢气进行氢同位素分析。

打开包裹体的方法有真空球磨法、压碎法和高温爆裂法，目前应用比较广泛的是高温爆裂法，但是目前国内采用高温爆裂法存在着一定的缺陷。首先，包裹体的爆裂程度难以量化，可能由于爆裂时间不够而造成同位素的分馏；其次，矿物包裹体种类繁多，各种包裹体爆裂温度难以确定；再次，由于传统制样装置较为复杂，金属炉较多，换下一个待制样品所带进系统的大气如果都经过高温金属炉，会导致系统真空度极为难以达标，不仅浪费大量的时间，还会影响分析结果的准确性。因此亟需提供一种新型的矿物中气、液包裹体的碳、氢同位素分析预处理装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以掌握矿物包裹体的爆裂程度，还能对整个系统的真空度实现快速达标的矿物中气、液包裹体的碳、氢同位素分析预处理装置。

为解决上述技术问题，本发明一种矿物中气、液包裹体的碳、氢同位素分析预处理装置，包括依次密封连接的高温爆裂系统、氧化系统、分离纯化系统、二氧化碳收集管、还原系统、氢气收集管以及真空系统；高温爆裂系统包括通过第十二阀门密封连接的石英热解管和第一真空规；氧化系统为与第一真空规通过第二阀门密封连接的氧化铜炉；分离纯化系统包括依次密封连接的第五冷阱，第二真空规和第一冷阱；第五冷阱与氧化铜炉通过第四阀门密封连接；第一冷阱与二氧化碳收集管通过第五阀门密封连接；还原系统包括依次密封连接的第二冷阱、锌炉、第三冷阱；第二冷阱与氧化碳收集管通过第六阀门密封连接；氢气收集管与第三冷阱通过第七阀门密封连接；第一真空规密封连接有第一阀门，氧化铜炉密封连接有第三阀门，氢气收集管密封连接有第八阀门；真空系统包括机械泵，机械泵分别密封连接有第九阀门和第十阀门，第十阀门密封连接有扩散泵，扩散泵密封连接有第四冷阱；第四冷阱与第三阀门密封连接，第四冷阱密封连接有第十一阀门，第十一阀门通过第三真空规分别与第八阀门、第九阀门和第三阀门密封连接。

第一阀门至第十二阀门为无油脂阀门。

第二冷阱与锌炉之间密封设置有第一真空度测量装置，第三冷阱与锌炉之间密封设置有第二真空度测量装置。

锌炉底部铺有石英碎片，石英碎片之上设置有锌粒混合物，锌粒混合物包括10～20目锌粒，以及与锌粒质量比为2∶1～3∶1的，与锌粒均匀混合的石英砂；锌粒混合物之上铺有石英棉。

第一真空度测量装置和第二真空度测量装置包括北京大学电子系的ZJ-53B型号真空规，以及DL-0型真空计，量程0～300Pa。

第一真空规为北京大学电子系的ZJ-2型真空规，量程1～10⁵Pa。

第二真空规为北京大学电子系的ZJ-53B型真空规，量程0～300Pa。

第三真空规为北京大学电子系的ZJ-53A型真空规，量程0～10^-5Pa。

氧化铜炉最上层铺有石英棉。

本发明利用第一真空规对样品的爆裂程度进行监控，以此可以确定各种样品的爆裂温度和爆裂时间。

本发明通过复合真空系统的设计，可以使系统真空度快速达标，提高了制样效率。

本发明真空系统的设计，使得样品在进行真空爆裂时，仍然可以实现除了反应器的其他部分进行动态真空制备，使样品爆裂结束后，收集过程中，真空管道依然维持高水平的真空度。

本发明第一真空度测量装置与第二真空度测量装置的设计，可以监测水的还原程度。

附图说明

图1为本发明所提供的一种矿物中气、液包裹体的碳、氢同位素分析预处理装置的示意图。