多步浸提法在碳酸盐岩Sr 同位素分析中的对比及优化

潘旭，孙子威，高继苇，龚红梅,3，王晓红,3，段梦,3，肖媛媛,,3*

（1. 山东科技大学地球科学与工程学院，山东 青岛 266590； 2. 中国科学院海洋研究所，海洋地质与环境重点实验室，山东 青岛 266071； 3. 崂山实验室，山东 青岛 266237）

由于Sr 在海洋中的停留时间（约106年）是海水混合时间的1000 多倍以上，所以在百万年尺度上海水Sr 同位素组成具有稳定性［1-3］。研究发现海水87Sr/86Sr 变化是由大陆古老岩石风化提供的高放射性壳源Sr（87Sr/86Sr=0.7119）和洋中脊热液系统提供的低放射性幔源Sr（87Sr/86Sr=0.7035）共同控制［4-5］，而海水中壳源Sr 和幔源Sr 的相对比值会受到全球不同地质事件影响（例如，全球海平面变化、造山作用以及大洋缺氧事件等），所以海水87Sr/86Sr 是反演全球重要历史事件的有效工具［6-9］。海相沉积碳酸盐岩继承了古海水的地球化学特征，是研究古海水的良好载体［1］，但其Sr 同位素组成易受后期成岩作用的影响［10-15］。在后期成岩过程中，易形成含K 硅酸盐矿物，而Rb 倾向于取代K 使其富含Rb，沉积后的87Rb 由于放射性衰变会造成间隙流体87Sr 的增加，在碳酸盐的成岩生长或重结晶过程中被吸收。过量的87Sr 也可能因在埋藏过程中与放射源盆地流体接触而产生［15］。所以，后期成岩等地质作用会造成87Sr/86Sr 比值升高［14］。由于原生碳酸盐组分的87Sr/86Sr 比值较其他组分更低［16-18］，因此，必须建立能够分离原生碳酸盐组分或提取受后期成岩作用影响最小组分的浸提方法。

碳酸盐岩传统的Sr 同位素分析方法采用盐酸对样品进行溶解，具有反应迅速、溶样彻底和成本较低等优点［19-20］。但随着分析测试技术的精进，Derry 等［10］1992 年研究发现盐酸会使非碳酸盐组分（硅酸盐、磷酸盐等）溶解，对Sr 同位素测试造成影响。而采用乙酸溶解碳酸盐岩不会破坏黏土矿物的晶体结构，且可以避免重结晶等其他杂质的溶解，从而减少了非碳酸盐组分溶解所造成的影响［10］。此后，不同学者根据乙酸选择性溶解的特性开发出多种浸提方法，根据溶解步骤可以分为一步浸提法、两步浸提法和多步浸提法。一步浸提法是采用过量酸对样品进行一步整体浸提，其操作简单，适用于大体量数据集［21-24］，但会造成可交换态和吸附态的Sr 浸出，影响测试结果［22］。所以，后续研究通过乙酸铵对样品进行预浸以去除矿物中可交换和吸附的Rb 和Sr，提高原生碳酸盐组分Sr 同位素数据的代表性[24]。两步浸提法根据样品碳酸盐纯度计算部分提取所需用酸量，预浸后进行两步乙酸浸提，第二次浸提液用于Sr 同位素测试，并保留部分样品不溶解，以减少过量酸造成的非碳酸盐组分中的Sr 污染［25-28］。然而，由于自然样品碳酸盐纯度、矿物组成差异较大，通过控制定量的酸来溶解目标碳酸盐组分，仍可能存在不确定性，对溶解碳酸盐的比例也存在争议［13，17，25，29］。多步浸提法是预浸后对样品进行多步乙酸浸提，并对所有浸提液进行元素测试，通过各浸提步骤的Ca、Mg、Mn/Sr、Sr/Ca、Al/Ca等指标来监控浸提流程并区分原生碳酸盐组分，所有步骤中87Sr/86Sr 比值最低值用于代表原生碳酸盐组分87Sr/86Sr 比值。相较于两步浸提法，多步浸提法对于具有复杂矿物组成的自然样品的87Sr/86Sr 比值测试准确度更高，所以应用最为广泛［15，25-26，29-31］。例如，Liu 等［13］采用不同浓度的乙酸对白云岩自然样品进行15 步浸提，此浸提方法被多次应用［15，25，32-34］。Li 等［29］采用同种浓度的乙酸对人工混合不同纯度的标准物质进行12 步浸提。这两种方法分别从不均匀的白云岩自然样品和均匀的人工混合碳酸盐岩标样两种角度设计了有效的浸提步骤，但仍需要对不同纯度、不同种类的碳酸盐岩自然样品的应用进行验证和完善。

本文旨在确定可以用于提取不同纯度和不同种类自然样品中有代表性原生碳酸盐组分的实验流程及目标提取步骤。因此，选择了白云岩和灰岩的标准物质以代表碳酸盐纯度高的碳酸盐岩样品，同时选择了灰岩（纯度85%）和白云岩（纯度65%）的自然样品以代表纯度相对低的样品，采用上述两种多步浸提法进行重复实验。分别使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）对所有步骤浸提液进行Sr、Mn、Al 和Ca、Mg 元素含量测试，使用多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）对纯化后的浸提液进行Sr 同位素测试，以验证两种方法是否对于不同纯度和不同种类的碳酸盐岩样品具有适用性，并确定目标提取步骤。

1 实验部分

所有实验均在中国科学院海洋研究所大洋岩石圈与地幔动力学实验室完成。

1.1 样品选择

本次实验分别选择了灰岩和白云岩的标准物质和自然样品进行实验，以代表具有不同碳酸盐纯度和不同种类的碳酸盐岩。灰岩标准物质选用GBW03105a，为中国一级标准物质，与Li 等［29］选择的灰岩标准物质相同。GBW03105a 含54.03% CaO，以CaO 含量计算碳酸盐纯度=CaO（%）×Mr（CaCO3/CaO）×100%（Mr为相对分子质量），获得纯度约为96%；白云岩标准物质选用ECRM-782-1，为欧洲钢铁标准化委员会（ECISS）标准物质，含30.34% CaO 和21.29%MgO，以CaO、MgO 含量计算碳酸盐纯度=CaO（%）×Mr（CaCO3/CaO）×100%+MgO（%）×Mr（MgCO3/MgO）×100%（Mr为相对分子质量），获得纯度约为99%。

自然灰岩样品选用C-3，采自秦岭界河街组，含47.61% CaO，纯度约为85%；自然白云岩样品选用E-3，采自秦岭辛集组，含20.26% CaO 和13.88% MgO，纯度约为65%。灰岩标准物质GBW03105a 和白云岩标准物质ECRM-782-1 的CaO、MgO 含量数据为推荐值，自然样品的全岩CaO、MgO 含量数据为测试值，详见以下1.3 节。

1.2 试剂及仪器

所有化学试剂配制均在超净实验室通风橱内进行。实验所用的盐酸、硝酸和过氧化氢均为国药集团化学试剂有限公司生产，氢氟酸为上海傲班科技有限公司生产，乙酸铵由北京酷来搏科技有限公司生产，纯度等级均为优级纯，盐酸和硝酸经二次亚沸蒸馏之后获得。实验所用乙酸由Aladdin 公司生产（HPLC≥99.9%）配制而成。Sr 特效树脂为美国Eichrom Technologies 公司生产，粒径为50～100μm。过滤器为Thermo Scientific™ Titan 3™ 0.22μm 乙酸纤维过滤器。实验所用水为Millipore 公司生产的Milli-Q 水纯化系统制备的超纯水，其电阻率在25℃下为18.2MΩ·cm，并在整个工作过程中用于稀释浓酸。

Ca、Mg 元素含量测试使用Agilent 5100 型电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）；Al、Sr、Mn 元素含量测试使用Agilent 7900 型四极杆电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）；Sr 同位素测试采用Nu 公司的多接收电感耦合等离子体质谱仪（Nu Plasms ⅡMC-ICP-MS）。

1.3 样品的消解及纯化

1.3.1 全岩样品的消解

称取50mg 烘干样品和250mg 偏硼酸锂于铂金坩埚中，置于1050℃马弗炉中加热。30min 后，取出熔饼置于50mL 5%硝酸中超声溶解，用超纯水稀释至称样质量的2000 倍，用于全岩主量元素测试［35］。

称取50mg 烘干样品于聚四氟乙烯杯中，依次加入1mL 反王水（盐酸与硝酸体积比1∶3）、0.5mL氢氟酸混合均匀。将聚四氟乙烯杯外加钢罐置于烘箱中，190℃加热15h。待完全冷却后取出内胆，置于电热板上120℃蒸干，加入1mL 硝酸蒸干，重复2 次。蒸干后再加入4mL 超纯水和1mL 硝酸，置于烘箱中190℃复溶2h［36］，用于全岩微量元素及全岩Sr 同位素测试。

1.3.2 样品的多步浸提

本文对Liu 等［13］和Li 等［29］提出的多步浸提方法进行重复实验，浸提步骤详见表1。称样量参照原方法，分别称取灰岩和白云岩样品200mg 于离心管中用于Liu 等［13］提出方法浸提；分别称取灰岩300mg、白云岩500mg 于离心管中用于Li 等［29］提出的方法浸提。两个方法的浸提步骤均可分为四部分：Ⅰ—乙酸铵预浸，Ⅱ—乙酸浸提，Ⅲ—过量乙酸浸提，Ⅳ—强酸溶解。Ⅰ—乙酸铵预浸是为了验证乙酸铵去除黏土矿物中吸附态和可交换态Sr 的效果。Ⅱ—乙酸浸提中，Liu 等［13］提出的方法采用不同浓度乙酸进行多次重复浸提，如：A3～A9 使用5mL 0.25%乙酸对样品进行7 次浸提；Li 等［29］提出的方法采用相同浓度乙酸进行多次重复浸提，如：B2～B10 分别使用3mL 1%和4mL 2.5%乙酸对灰岩和白云岩样品进行9 次浸提。Liu 等 [13］方法中的乙酸多步浸提步骤选择了逐步增加酸的浓度，是由于其样品矿物组成复杂，通过不同浓度的乙酸连续浸提来确定非碳酸盐组分Sr 的影响和样品不均匀的影响。Ⅲ—过量乙酸浸提是为了检验过量乙酸是否会造成非碳酸盐组分浸出影响Sr 同位素测试。Ⅳ—强酸溶解是为了将不溶性残留物溶解，计算元素回收率。每步浸提液离心过滤后用于元素测试。

1.3.3 Sr 的纯化

依次加入10mL 6mol/L 盐酸、10mL 超纯水、10mL 3mol/L 硝酸清洗并平衡树脂。将溶解于3mol/L 硝酸的2mL 样品溶液缓慢加入树脂中，然后加入6mL 3mol/L 硝酸重复三次淋洗基质元素，加入5mL 超纯水收集Sr。最后，依次加入15mL 6mol/L盐酸、5mL 超纯水清洗树脂［37］。

2 实验结果

2.1 数据质量控制

Ca、Mg、Al、Sr、Mn 元素含量测试采用美国地质调查局（USGS）岩石样品BCR-2、BHVO-2 进行监控，测试精确度和准确度都优于10%。所有样品Sr同位素测试通过86Sr/88Sr=0.1194 校正，去除仪器质量分馏影响，每4 个样品测试一次国际标准样品NBS-987 来评估数据收集期间的仪器稳定性，利用0.710245 对重复测量的NBS-987 进行校正［37］。Sr同位素测试采用BHVO-2 作为标准物质，校正后的分析值为87Sr/86Sr=0.703489±0.000005（n=6，2SD；推荐值：0.703478±0.000034），与推荐值相吻合。本文在实验中使用了Li 等［29］相同的灰岩标准物质GBW03105a，本次实验测试的原生碳酸盐组分87Sr/86Sr 比值为0.708877， 全岩87Sr/86Sr 比值为0.709161±0.000017，与Li 等［29］所测数据（原生碳酸盐组分：0.708879±0.000013，全岩：0.709149±0.000027）相吻合。

本文采用Liu 等［13］方法测试的灰岩Ca 元素回收率为92.42%～97.63%， Sr 元素回收率为92.31%～101.33%；白云岩Ca 元素回收率为93.70%～102.21%，Mg 元素回收率为90.82%～103.74%，Sr 元素回收率为81.07%～96.41%。本文采用的Li 等［29］方法测试的灰岩Ca 元素回收率为93.65%～94.67%，Sr 元素回收率为89.02%～93.53%；白云岩Ca 元素回收率为99.24%～101.91%，Mg 元素回收率为87.85%～99.98%，Sr 元素回收率为92.42%～102.57%。两种方法对Ca、Mg 和Sr 的提取都具有较高的回收率，多步浸提法不会造成元素含量的损失。ECRM-782-1 和ECRM-782-1R 为两个方法实验流程的重复样（表2、表3），元素比值、含量及Sr 同位素测试结果显示重复性良好（图1、图2）。

图1 灰岩样品元素比值随浸提步骤的变化Fig. 1 Variation of limestone samples element ratios with leaching steps.

图2 白云岩样品元素比值随浸提步骤的变化Fig. 2 Variation of dolostone samples element ratios with leaching steps.

表2 采用Liu 等[13]的方法各步浸提液元素比值及87Sr/86Sr比值Table 2 Element and 87Sr/86Sr values in each step of the leaching procedure in Liu et al[13].

表3 采用Li 等[29]方法各步浸提液元素比值及87Sr/86Sr 比值Table 3 Element and 87Sr/86Sr values in each step of the leaching procedure in Li et al[29].

2.2 样品全岩实验结果

GBW03105a 全岩Sr 含量为216.64μg/g，全岩87Sr/86Sr 比值为0.709161±0.000017。C-3 全岩含有47.61% CaO 和1.13% MgO，Sr 含量为675.64μg/g，全岩87Sr/86Sr 比值为0.710180。ECRM-782-1 全岩Sr 含量为24.68μg/g，全岩87Sr/86Sr 比值为0.708452±0.000009，为首次报道。E-3 全岩含有20.26% CaO和13.88% MgO， Sr 含量为65.54μg/g，全岩87Sr/86Sr比值为0.718270（表4）。

2.3 灰岩多步浸提实验结果

通过计算Ca 在每步溶解的含量来估算相应的碳酸盐组分溶解比例，两种方法在乙酸多步浸提过程中样品溶解速率较为均匀，不同样品溶解速率略有区别，并在过量乙酸浸提前（Liu 等［13］的方法为A13，Li 等［29］的方法为B11）几乎完全溶解（图1中a、b）。但Liu 等［13］方法中的A10～A11，不同纯度的样品溶解速率极其接近，可能是由于剩余碳酸盐的减少和乙酸浓度的增加导致。两种方法除在乙酸铵预浸和强酸溶解步骤中，每步溶解的Sr、Sr/Ca、Mn/Sr 比值较为恒定（图1 中c～h）。GBW03105a采用Liu 等［13］方法测试的87Sr/86Sr 比值最低出现在A10，为0.708889，采用Li 等［29］方法测试的87Sr/86Sr 比值最低出现在B7、B9，为0.708877（图1中i、j）。C-3 采用Liu 等［13］方法测试的87Sr/86Sr 比值最低出现在A10、A11，为0.709655，采用Li 等［29］方法测试的87Sr/86Sr 比值最低出现在B7，为0.709666（图1 中i、j）。由于后期成岩等地质作用会造成87Sr/86Sr 比值升高［14，16-18，38-40］，本文将两实验中87Sr/86Sr 比值的最低值作为该样品原生碳酸盐组分的Sr 同位素比值，即GBW03105a 原生碳酸盐组分87Sr/86Sr 比值为0.708877，C-3 原生碳酸盐组分87Sr/86Sr 比值为0.709655。

2.4 白云岩多步浸提实验结果

通过计算Ca 和Mg 在每步溶解的含量来估算每步碳酸盐组分已溶解的比例。采用Liu 等［13］的方法，碳酸盐纯度低的样品溶解速率更快，所有样品在强酸溶解前碳酸盐组分均接近完全溶解（图2a）；采用Li 等［29］的方法，不同样品在B1～B6 溶解速率一致，从B7 溶解速率开始减慢，碳酸盐纯度低的样品溶解速率更慢，并在强酸溶解前剩余约30%的碳酸盐组分未溶解（图2b）。两种方法除在乙酸铵预浸和强酸溶解步骤中，Mg/Ca、Sr/Ca、Mn/Sr 比值较为恒定（图2 中c～d，g～j）。Mg/Ca 比值变化显示两种方法乙酸铵预浸步骤溶解的不是白云石，乙酸浸提部分Mg/Ca 比值均匀（接近1）。ECRM-782-1采用Liu 等［13］的方法，87Sr/86Sr 比值最低值出现在A15，ECRM-782-1 最低值为0.707873、ECRM-782-1R 最低值为0.707853；采用Li 等［29］的方法，87Sr/86Sr 比值最低值出现在B7、B9，ECRM-782-187Sr/86Sr 比值最低值为 0.707929、 ECRM-782-1R87Sr/86Sr 比值最低值为0.707930（图2 中k，l）。E-3采用Liu 等［13］的方法，87Sr/86Sr 比值最低值出现在A15，为0.710849；采用Li 等［29］的方法，87Sr/86Sr 比值最低值出现在B7，为0.711054（图2 中k，l）。由于后期成岩等地质作用会造成87Sr/86Sr 比值升高［14，16-18，38-40］，本文将两实验中87Sr/86Sr 比值的最低值作为该样品原生碳酸盐组分的Sr 同位素比值，即ECRM-782-1 原生碳酸盐组分87Sr/86Sr 比值为0.707853，E-3 原生碳酸盐组分87Sr/86Sr 比值为0.710848。

3 讨论

3.1 原生碳酸盐Sr 同位素组成的影响因素

碳酸盐岩全岩与目标原生碳酸盐组分的Sr 同位素比值相差很大，对于GBW03105a 的Sr 同位素比值相差0.284‰（全岩：0.709161，原生碳酸盐：0.708877），对于C-3 相差0.525‰（全岩：0.710180，原生碳酸盐：0.709655），对于ECRM-782-1 相差0.869‰（全岩：0.708452，原生碳酸盐：0.707583），对于E-3 相差7.422‰（全岩：0.718270，原生碳酸盐：0.710848）（图1 中i，j；图2 中k，l）。GBW03105a 含有4%非碳酸盐组分，ECRM-782-1 含有1%非碳酸盐组分，ECRM-782-1 相较于GBW03105a 具有更少的非碳酸盐组分，但是具有更大的87Sr/86Sr 比值变化幅度，表明即使少量的非目标组分的浸出也会影响Sr 同位素结果，对于原生碳酸盐组分与其他组分Sr同位素比值相差大者，影响尤甚。

3.1.1 可溶态及可交换态的Sr

对于GBW03105a，乙酸铵预浸部分相较于乙酸浸提部分的87Sr/86Sr 比值高（图1 中i，j），采用Liu等［13］提出的方法测试87Sr/86Sr 比值变化幅度为0.231‰（预浸：0.709120，最低值：0.708889），采用Li 等［29］提出的方法测试87Sr/86Sr 比值变化幅度为0.218‰（预浸：0.709095，最低值：0.708877）。假设灰岩中Ca 都来自方解石，乙酸铵预浸部分的低Ca 含量表明有极少量的方解石溶解（图1 中a，b）。对于白云岩标准物质ECRM-782-1，采用Liu 等［13］的方法和Li 等［29］的方法乙酸铵预浸部分相较于乙酸浸提部分中的87Sr/86Sr 比值变化幅度分别为：1.199‰（预浸：0.709128，最低值：0.707929）；1.240‰（预浸：0.709103，最低值：0.707863）。因为白云岩的碳酸盐组分主要为白云石（Mg/Ca 接近1），所以ECRM-782-1 乙酸浸提部分Mg/Ca 显示白云石的浸出，而预浸部分Mg/Ca 明显不同，表明预浸部分溶解的矿物不是白云石［28］（图2 中c，d）。GBW03105a 和ECRM-782-1乙酸铵预浸部分的高87Sr/86Sr 比值可归因于可溶性的盐和吸附在黏土矿物上可交换态的具有高放射性Sr 的污染［38］。除了预浸部分的浸出，随着多步乙酸浸提的进行，这部分可溶态和可交换态的Sr 也不断减少至完全浸出，因此乙酸浸提部分87Sr/86Sr 比值随之逐渐降低（图1 中i，j；图2 中k，l）。综上，可溶态和可交换态的Sr 会影响原生碳酸盐87Sr/86Sr 比值的测试，使其比值偏大。

3.1.2 过量乙酸

乙酸浸提在碳酸盐岩分析测试中被广泛使用，但过量乙酸的使用可能造成非碳酸盐组分的浸出。碳酸盐岩非碳酸盐组分主要为黏土矿物，可以通过观察黏土矿物的浸出来指示非碳酸盐组分的浸出。黏土矿物与原生碳酸盐矿物相比具有高的87Sr/86Sr比值和Al 含量，所以Al/Ca 和87Sr/86Sr 比值变化可以指示黏土矿物的污染［29］。采用Liu 等［13］方法测试的灰岩样品在A11～A12 碳酸盐组分全部溶解，A13～A15 对于剩余样品均为过量乙酸浸提。在A13～A15 中Al/Ca、87Sr/86Sr 比值持续增高（图3a，图1i），其中A13～A14 使用5%的乙酸，A15 使用10%的乙酸；采用Li 等［29］方法浸提的灰岩样品在过量乙酸浸提步骤（B11）使用1%的乙酸，Al/Ca 升高，而87Sr/86Sr 比值没有明显变化（图3b，图1j）。因此，对于灰岩使用过量5%～10%的乙酸会造成明显的黏土矿物浸出，影响原生碳酸盐组分的87Sr/86Sr 比值；而过量1%的乙酸会造成极少量黏土矿物浸出，但对87Sr/86Sr 比值影响不大。采用Liu 等［13］的方法和Li 等［29］的方法浸提白云岩，在强酸溶解前分别剩余6%和30%碳酸盐组分未溶解（图2 中a，b），过量乙酸浸提步骤分别为A15 使用的是10%的乙酸和B11 使用的是2.5%的乙酸，两个方法的Al/Ca和87Sr/86Sr 比值在过量乙酸浸提步骤均无明显升高。对于白云岩样品，本文推测当存在未溶解碳酸盐矿物时，由于乙酸会优先与其反应，使用2.5%～10%的乙酸不会造成黏土矿物明显浸出。

3.2 多步浸提方法的选择及优化

3.2.1 多步浸提方法的选择

对于灰岩样品，两种方法浸提的目标组分87Sr/86Sr 比值相近（图1 中i，j），理论上两种方法都可以用于灰岩样品的浸提。但通过对比乙酸浸提部分的碳酸盐组分溶解情况，发现采用Liu 等［13］提出的方法GBW03105a 和C-3 目标步骤（A10～A11）溶解的碳酸盐分别占总碳酸盐组分的46.51%和39.49%，大量的目标碳酸盐组分在这两步被快速溶解，没有做到细致的区分；在采用Li 等［29］提出的方法中GBW03105a 和C-3 目标步骤（B7～B9）溶解的碳酸盐分别占总碳酸盐组分的26.41%和30.31%。并且Liu 等［13］提出的方法目标组分接近强酸溶解的黏土矿物等非碳酸盐组分，对于具有复杂矿物组成的自然样品，采用Liu 等［13］提出的方法可能会造成非碳酸盐组分的浸出，导致测试的Sr 同位素比值偏大。所以，对于未知灰岩样品的多步浸提，本文推荐采用更为保守的Li 等［29］提出的方法，选择B7～B9 作为提取代表性原生碳酸盐组分的目标步骤。

对于白云岩样品，Liu 等［13］选择了0.25%～10%不同浓度的乙酸进行浸提，碳酸盐组分基本完全溶解，并且测试的Sr 同位素比值最低值比采用Li等［29］的方法更低，所以选择浓度由低到高的乙酸进行浸提，有助于白云岩样品目标组分的分离。Li等［29］选择相同浓度乙酸进行浸提，不同纯度的样品在A9 溶解速度开始减慢，并造成30%左右碳酸盐组分未经过乙酸的浸提，对后续判断是否提取到目标的碳酸盐组分造成困难。所以，对于未知白云岩样品的多步浸提，本文推荐采用Liu 等［13］提出的方法，选择A14～A15 作为提取代表性原生碳酸盐组分的目标步骤。

3.2.2 多步浸提方法的优化

实验过程中，倾倒转移浸提液时往往会带有一些未溶粉末，而未溶粉末会被后续加入的硝酸消解，会影响目标组分的Sr 同位素测试结果。本次实验使用过滤器对浸提液进行过滤，发现在乙酸浸提部分本次实验Al/Ca 比Li 等［13］研究中更低（图3b），表明过滤器可以降低非目标组分溶解造成的污染。

在乙酸铵预浸部分，Liu 等［13］方法使用5mL 1mol/L 乙酸铵超声30min，重复两次；Li 等［29］方法使用10mL 1mol/L 乙酸铵静置24h。两种预浸方法对减少非碳酸盐组分的Sr 污染没有明显差异（图1中i，j；图2 中k、l），且Sr/Ca、Mg/Ca、Mn/Sr 显示Liu 等［13］的方法中的第二次预浸相较于第一次无明显作用（图1 中e，g；图2 中c，g，i），所以后续实验预浸部分可以选择5mL 1mol/L 乙酸铵单次超声30min，以简化实验流程、缩短流程时间。

基于上述讨论，本文提出一种针对不同碳酸盐岩种类和纯度的多步浸提方法，可用于测试碳酸盐纯度≥85%的灰岩和纯度≥65%的白云岩样品（表5）。首先进行一步乙酸铵预浸，用于浸出吸附态和可交换态的Sr。对于白云岩，采用Liu 等［13］提出的方法优化后的14 步不同浓度乙酸连续浸提法，步骤编号为D，提取目标步骤为D13～D14；对于灰岩，采用Li 等［29］提出的方法优化后的9 步同种浓度乙酸连续浸提步骤，步骤编号为L，提取目标步骤为L7～L9。目标步骤浸提液离心过滤后再进行Sr同位素测试，以减少污染。

3.2.3 标准物质原生碳酸盐组分Sr 同位素比值的测定

使用优化后的多步浸提方法再次测试灰岩标准物质GBW03105a 和白云岩ECRM-782-1 目标步骤的Sr 同位素比值（表6），其重复性良好。Sr 同位素偏差是指优化后的浸提方法与采用Liu 等［13］和Li等［29］方法实验过程中的最低87Sr/86Sr 值之间的偏差，均小于0.06‰。同时，本次测试的GBW03105a原生碳酸盐组分87Sr/86Sr 比值（0.708930±0.000015）与Li 等［29］研究中所测数据（0.708879±0.000013）相吻合。

4 结论

本文使用标准物质和自然样品，从样品碳酸盐纯度和种类的角度出发，对比了已有的碳酸盐岩原生碳酸盐组分的浸提方法。将各步浸提液进行元素分析测试，通过Ca、Mg、Sr 元素含量，Sr/Ca、Mg/Ca、Al/Ca、Mn/Sr 比值及Sr 同位素比值变化确定了最具代表性的原生碳酸盐组分的目标步骤。同时，使用过滤器避免多步浸提过程中未溶样品粉末对测试的影响。在前人基础上，本文提出了更有针对性的碳酸盐岩多步浸提方法，碳酸盐纯度≥85%的灰岩适用于采用浸提液为1%乙酸的9 步浸提法，目标步骤为L7～L9；纯度≥65%的白云岩样品适用于采用浸提液为0.25%～10%乙酸的14 步浸提法，目标步骤为D13～D14。

本文报道了中国标准物质GBW03105a 和欧洲钢铁标准化委员会（ECISS）白云岩标准物质ECRM-782-1 原生碳酸盐组分的87Sr/86Sr 比值，分别为0.708930±0.000015（n=12，2SD）、0.707868±0.000034（n=12，2SD），其中ECRM-782-1 数据为首次报道。本文为后续的地球化学分析提供了方法和数据的支持，未来亟需开展更多碳酸盐岩样品测试工作，以涵盖不同来源和纯度的样品，确保实验方法的可靠性和普适性。

致谢:感谢审稿人对本论文提出的建设性修改意见和指导。