Geology Reference
In-Depth Information
aufgetrennter
Ionenstrahl
Elektromagnet
niedrige
Ladung/Masse-
Verhältnisse
hohe
Ladung/Masse-
Verhältnisse
fokusierter
Ionenstrahl
Kollektoren
Ionisierung
der Probe
(Plasmafackel)
2.96
Schemazeichnung
eines Massenspektro-
meters. Die Ionen wer-
den darin aufgrund ihrer
Ladung-zu-Masseverhält-
nisse aufgetrennt.
Probeneinlaß
der Masse registriert werden, also in Abhän-
gigkeit von ihrer Flugzeit.
Die Detektion erfolgt über Kollektoren, die ent-
weder aus einem Faraday-Becher (englisch
„
Faraday cup
“) oder einem Ionenzähler beste-
hen. In beiden Fällen erzeugen hineinfliegende
Ionen eine Änderung der elektrischen Span-
nung, die registriert wird und deren Stärke
proportional zur Menge hineingeflogener Io-
nen einer spezifischen Ladung ist. Jeder Fara-
day-Becher misst in einem Moment nur eine
spezifische Ladung. Durch Verknüpfung meh-
rerer Faraday-Becher und bisweilen auch wei-
terer Ionenzähler in einem Gerät kann man
mehrere spezifische Ladungen, also mehrere
Isotope gleichzeitig messen. Dies nennt man
Multi-Kollektor-Methode
. Hat ein Gerät nur ei-
nen Kollektor, so muss die Magnetfeldstärke
laufend geändert werden, damit unterschiedli-
che Massen registriert werden können.
BetrachtenwirnunnachderMassentrennung
und der Detektion die Probenvorbereitung und
die Ionisierung. Bei der Probenvorbereitung
unterscheidet man zwischen Laser-Ablations-
Techniken und chemischen Aufschlüssen,
wenn eine Probe nicht sowieso schon als Flüs-
sigkeit vorliegt und dann gar nicht vorbereitet
werden muss. Die Methode der Laser-Ablation
hat sich seit etwa 1995 in unglaublicher Weise
ausgebreitet und ist aus der modernen Minera-
logie, Petrologie und Geochemie nicht mehr
wegzudenken.SieerlaubtdieMessungvonSpu-
renelementgehalten bis in den Zehntel-ppm-Be-
reich und von Isotopenverhältnissen auch in
sehr kleinen Proben. Dabei wird ein hochener-
getischer Laserstrahl auf die Probe gerichtet
(Abb. 2.97), der an der zu analysierenden Stelle
das Mineral verdampft. Als Präparate werden
meistens Dickschliffe von etwa 100-300
m
m
Dicke verwendet, auf deren Oberflächenbehand-
lung es nicht so stark ankommt wie bei der
Elektronenstrahlmikrosonde, da die Probe an
der zu analysierenden Stelle ja sowieso vom La-
ser verdampft wird. Der Laserfleck, an dem das
Material verdampft wird, kann bis auf minimal
5-10
m
m fokussiert werden, ist also etwas grö-
ßer als bei der Mikrosonde. Falls die Probe
nicht mit dem Laser verdampft wird, muss sie
chemisch aufgeschlossen und zum Teil zeitauf-
wändig aufbereitet werden, bevor sie dann ioni-
siert und analysiert wird. Die Laser-Ablation ist
typischerweise mit einem ICP-MS kombiniert,
was uns zu den verschiedenen Geräten bringt.
Davon gibt es sechs verschiedene Sorten, die
sich nicht im Meßprinzip, aber in der Proben-
vorbereitung und -ionisierung unterscheiden.
