本發(fā)明屬于地質(zhì)樣品分析領(lǐng)域，尤其涉及一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、礦物在生長過程中圈閉的流體保存了當(dāng)時地質(zhì)環(huán)境的各種地質(zhì)地球化學(xué)信息。流體包裹體中的物質(zhì)成分是解譯相關(guān)地質(zhì)過程的密碼。因此對流體包裹體進(jìn)行系統(tǒng)研究，可以獲得成巖與成礦過程中的溫度和壓力條件、流體的化學(xué)組成以及流體來源等信息，以查明成巖、成礦過程中地質(zhì)流體的演化和作用，解釋成巖與成礦的過程及條件。二氧化碳是流體包裹體較為常見的組分，通常以氣相、液相的形式保存下來，流體包裹體中二氧化碳的碳同位素組成的研究，可以為探索成巖、成礦物質(zhì)來源、礦床成因、探討礦床形成的物理化學(xué)條件、油氣的形成，建立成礦模式及指導(dǎo)普查找礦、油氣勘查等方面可提供重要信息和依據(jù)。真空爆裂法是礦物包裹體中二氧化碳的提取主要方法。

2、現(xiàn)有技術(shù)中真空管內(nèi)對樣品先加熱到200度，然后通入氦氣將設(shè)備內(nèi)壁、礦物樣品表面的吸附氣體及礦物次生包裹體的氣體排出，減少樣品表面碳源對干擾；之后再對樣品加熱到600度，樣品包裹體爆裂釋放氣液，再收集氣液中的二氧化碳進(jìn)行同位素分析。同時由于試驗中用的樣品很少，獲得的包裹體中的二氧化碳中的也非常少，非包裹體中的碳源對實驗結(jié)果的影響增大。因此，去除非包裹體中的碳源是非常重要的，現(xiàn)有技術(shù)中僅對樣品的預(yù)先加熱排出表面吸附碳源的方式不夠徹底。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)及方法，用于解決上述問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)，包括：載體、密封蓋、進(jìn)氣裝置、平磨裝置、支撐板、平磨驅(qū)動裝置、伸縮桿、排氣裝置、第一加熱板、二氧化碳收集管、液氮杯、第一電磁三通閥和質(zhì)譜儀，所述載體上設(shè)置有平磨腔，所述密封蓋安裝在所述載體的頂端并密封平磨腔；一對所述伸縮桿位于所述載體的兩側(cè)，所述支撐板安裝在所述伸縮桿的輸出端；所述平磨裝置和所述平磨驅(qū)動裝置安裝在所述支撐板上，并且所述平磨裝置的輸出端穿過所述密封蓋伸入到所述平磨腔中；所述第一加熱板安裝在所述平磨腔的底端，所述平磨腔兩側(cè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣裝置與所述進(jìn)氣口連通，所述排氣裝置與所述出氣口連通，所述排氣裝置、所述二氧化碳收集管、所述第一電磁三通閥與所述質(zhì)譜儀依次連通，所述二氧化碳收集管位于所述液氮杯中。

4、進(jìn)一步地，所述平磨裝置包括平磨板、豎桿和第二齒輪，所述平磨驅(qū)動裝置包括第一電機(jī)和第一齒輪，所述豎桿固定在所述平磨板的頂端，所述平磨板位于所述平磨腔中；所述豎桿穿過所述密封蓋和所述支撐板，并與所述密封蓋和所述支撐板轉(zhuǎn)動連接；所述第二齒輪安裝在所述豎桿的頂端，所述第一電機(jī)安裝在所述支撐板上，所述第一齒輪安裝在所述第一電機(jī)的輸出端，所述第一齒輪與所述第二齒輪嚙合。

5、進(jìn)一步地，所述載體上設(shè)置為多個平磨腔，每個所述平磨腔兩側(cè)均設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣裝置和所述平磨裝置均設(shè)置為多個，所述進(jìn)氣裝置和所述平磨裝置的數(shù)量均與所述進(jìn)氣口數(shù)量相同，多個所述進(jìn)氣裝置分別與所述進(jìn)氣口連通，所述排氣裝置同時與多個出氣口連通；所述第一電機(jī)位于所述支撐板的一端，所述第一電機(jī)頂端的所述第一齒輪與相鄰的所述平磨裝置中的所述第二齒輪的嚙合，多個所述平磨裝置中的所述第二齒輪依次嚙合。

6、進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣裝置包括進(jìn)氣管和第一電磁閥，所述第一電磁閥安裝在所述進(jìn)氣管中，所述進(jìn)氣管與所述進(jìn)氣口連通。

7、進(jìn)一步地，所述排氣裝置包括多個氣體處理裝置和氣體匯總管，多個所述氣體處理裝置的數(shù)量與所述出氣口的數(shù)量相同，所述氣體處理裝置包括第一出氣管、第二電磁三通閥、第二出氣管、第三出氣管、第一氣體處理阱和第二氣體處理阱，所述第一出氣管一端與所述出氣口連通，另一端與所述第二電磁三通閥連通，所述第二出氣管和所述第三出氣管分別與所述第二電磁三通閥的兩個輸出端連通，所述第一氣體處理阱安裝在所述第二出氣管上，所述第二氣體處理阱安裝在所述第三出氣管上，多個所述第三出氣管均與所述氣體匯總管連通，所述氣體匯總管與所述二氧化碳收集管連通。

8、進(jìn)一步地，還包括第二加熱板，所述第二加熱板安裝在所述平磨板的底端。

9、一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟：

10、s1.打開密封蓋，并使平磨板脫離平磨腔，在每個平磨腔中放入等量的包裹體樣品，平磨板重新進(jìn)入平磨腔，密封蓋將平磨腔密封；

11、s2.伸縮桿下降，使平磨板底端的第二加熱板下降直到接觸樣品而不產(chǎn)生壓力，驅(qū)動第一電機(jī)，通過第一齒輪和第二齒輪，以及多個第二齒輪之間的嚙合傳遞，使每個平磨腔中的第二加熱板對包裹體樣品進(jìn)行平磨；

12、s3.平磨一段時間之后，打開第一電磁閥向平磨腔中通入氦氣，同時打開第二電磁三通閥與第二出氣管的通路；將包裹體樣品表面的氣體進(jìn)行充分釋放，同時排出設(shè)備內(nèi)的多余空氣，經(jīng)過第一氣體處理阱處理掉有害氣體之后排到空氣中；

13、s4.一段時間后，關(guān)閉第二電磁三通閥與第二出氣管的通路，同時打開第二電磁三通閥和第三出氣管的通路，通入氦氣對第二處理阱、氣體匯總管和二氧化碳收集管中進(jìn)行排空處理，通過第一電磁三通閥排放到空氣中；

14、s5.關(guān)閉第一電磁閥和第二電磁三通閥，第一加熱板和第二加熱板通電加熱，同時在包裹體的頂面和地面進(jìn)行高溫加熱，直到包裹體爆裂，釋放出包裹體內(nèi)的氣體；

15、s6.打開第一電磁閥、第二電磁三通閥和第三出氣管的通路，通入氦氣將包裹體中的空氣經(jīng)過第二處理阱時對水蒸氣進(jìn)行處理，在氣體匯總管中匯總后進(jìn)入到二氧化碳收集管中，液氮杯中通入液氮，匯總后的二氧化碳在低溫環(huán)境下固化，其他氣體通過第一電磁三通閥排到空氣中；

16、s7.拿掉液氮杯，持續(xù)通入氦氣，固化的二氧化碳升華重新變成氣體，經(jīng)過第一電磁三通閥進(jìn)入到質(zhì)譜儀中進(jìn)行同位素的分析測定。

17、本發(fā)明的有益效果在于：

18、本發(fā)明通過伸縮桿將平磨板或是平磨板底端的第二加熱板在平磨腔中向下移動接觸包裹體樣品，第一電機(jī)驅(qū)動第一齒輪轉(zhuǎn)動，通過第一齒輪與第二齒輪，以及多個第二齒輪間的嚙合傳遞，從而實現(xiàn)對包裹體的平磨，由于僅僅是接觸，而為不是研磨，既能夠使包裹體包面吸附的氣體進(jìn)行充分釋放，還不至于釋放包裹體內(nèi)部的氣體；包裹體中的氣體進(jìn)入第二氣體處理阱處理掉水蒸氣，干燥的氣體在二氧化碳收集管和液氮杯中，二氧化碳率先凝結(jié)，其他氣體排出，再使二氧化碳升華進(jìn)入質(zhì)譜儀中，由于設(shè)置了多個平磨腔同時平磨，增加了二氧化碳的收集量，提高了二氧化碳的碳同位素分析測定的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：載體(10)、密封蓋(20)、進(jìn)氣裝置(30)、平磨裝置(40)、支撐板(50)、平磨驅(qū)動裝置(60)、伸縮桿(70)、排氣裝置、第一加熱板(90)、二氧化碳收集管(100)、液氮杯(110)、第一電磁三通閥(120)和質(zhì)譜儀(130)，所述載體(10)上設(shè)置有平磨腔(11)，所述密封蓋(20)安裝在所述載體(10)的頂端并密封平磨腔(11)；一對所述伸縮桿(70)位于所述載體(10)的兩側(cè)，所述支撐板(50)安裝在所述伸縮桿(70)的輸出端；所述平磨裝置(40)和所述平磨驅(qū)動裝置(60)安裝在所述支撐板(50)上，并且所述平磨裝置(40)的輸出端穿過所述密封蓋(20)伸入到所述平磨腔(11)中；所述第一加熱板(90)安裝在所述平磨腔(11)的底端，所述平磨腔(11)兩側(cè)有進(jìn)氣口(111)和出氣口(112)，所述進(jìn)氣裝置(30)與所述進(jìn)氣口(111)連通，所述排氣裝置與所述出氣口(112)連通，所述排氣裝置、所述二氧化碳收集管(100)、所述第一電磁三通閥(120)與所述質(zhì)譜儀(130)依次連通，所述二氧化碳收集管(100)位于所述液氮杯(110)中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)，其特征在于，所述平磨裝置(40)包括平磨板(41)、豎桿(42)和第二齒輪(43)，所述平磨驅(qū)動裝置(60)包括第一電機(jī)(61)和第一齒輪(62)，所述豎桿(42)固定在所述平磨板(41)的頂端，所述平磨板(41)位于所述平磨腔(11)中；所述豎桿(42)穿過所述密封蓋(20)和所述支撐板(50)，并與所述密封蓋(20)和所述支撐板(50)轉(zhuǎn)動連接；所述第二齒輪(43)安裝在所述豎桿(42)的頂端，所述第一電機(jī)(61)安裝在所述支撐板(50)上，所述第一齒輪(62)安裝在所述第一電機(jī)(61)的輸出端，所述第一齒輪(62)與所述第二齒輪(43)嚙合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)，其特征在于，所述載體(10)上設(shè)置為多個平磨腔(11)，每個所述平磨腔(11)兩側(cè)均設(shè)置有進(jìn)氣口(111)和出氣口(112)，所述進(jìn)氣裝置(30)和所述平磨裝置(40)均設(shè)置為多個，所述進(jìn)氣裝置(30)和所述平磨裝置(40)的數(shù)量均與所述進(jìn)氣口(111)數(shù)量相同，多個所述進(jìn)氣裝置(30)分別與所述進(jìn)氣口(111)連通，所述排氣裝置同時與多個出氣口(112)連通；所述第一電機(jī)(61)位于所述支撐板(50)的一端，所述第一電機(jī)(61)頂端的所述第一齒輪(62)與相鄰的所述平磨裝置(40)中的所述第二齒輪(43)的嚙合，多個所述平磨裝置(40)中的所述第二齒輪(43)依次嚙合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣裝置(30)包括進(jìn)氣管(31)和第一電磁閥(32)，所述第一電磁閥(32)安裝在所述進(jìn)氣管(31)中，所述進(jìn)氣管(31)與所述進(jìn)氣口(111)連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣裝置包括多個氣體處理裝置(81)和氣體匯總管(82)，多個所述氣體處理裝置(81)的數(shù)量與所述出氣口(112)的數(shù)量相同，所述氣體處理裝置(81)包括第一出氣管(811)、第二電磁三通閥(812)、第二出氣管(813)、第三出氣管(814)、第一氣體處理阱(815)和第二氣體處理阱(816)，所述第一出氣管(811)一端與所述出氣口(112)連通，另一端與所述第二電磁三通閥(812)連通，所述第二出氣管(813)和所述第三出氣管(814)分別與所述第二電磁三通閥(812)的兩個輸出端連通，所述第一氣體處理阱(815)安裝在所述第二出氣管(813)上，所述第二氣體處理阱(816)安裝在所述第三出氣管(814)上，多個所述第三出氣管(814)均與所述氣體匯總管(82)連通，所述氣體匯總管(82)與所述二氧化碳收集管(100)連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二加熱板(140)，所述第二加熱板(140)安裝在所述平磨板(41)的底端。

7.一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種包裹體中二氧化碳碳同位素分析系統(tǒng)及方法，屬于地質(zhì)樣品分析領(lǐng)域，包括：載體、密封蓋、進(jìn)氣裝置、平磨裝置、支撐板、平磨驅(qū)動裝置、伸縮桿、排氣裝置、第一加熱板、二氧化碳收集管、液氮杯、第一電磁三通閥和同位素質(zhì)譜儀，載體上設(shè)置平磨腔，密封蓋密封在載體頂端；伸縮桿位于載體兩側(cè)，支撐板位于伸縮桿頂端；平磨裝置伸入平磨腔中；第一加熱板安裝在平磨腔底端，平磨腔的進(jìn)氣口和出氣口分別與進(jìn)氣裝置和排氣裝置連通，排氣裝置、二氧化碳收集管、第一電磁三通閥與質(zhì)譜儀連通。本發(fā)明對樣品平磨充分釋放表面吸附的雜質(zhì)氣體；多個平磨腔大大提高實驗過程中的二氧化碳收集量，充分保證包裹體中二氧化碳的碳同位素測定的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭向國,何海華,白麗艷,常耀輝,左海洋,張國輝,王帥杰,焦天龍,李進(jìn)文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9