Noblesse 稀有气体同位素质谱计_地球化学分析中心_中国科学院西北生态环境资源研究院油气资源研究中心

Noblesse 稀有气体同位素质谱计

　　实验室概况　|　仪器概况　|　仪器性能指标及分析须知 |　支撑产出 | 实验室成员

1.稀有气体同位素实验室：

稀有气体同位素实验室拥有目前国际上先进的静态真空质谱仪(Noblesse SFT)。该仪器配备一套固体高温熔样系统，熔样温度可以达到2000℃，可以对各类岩石、矿物中的稀有气体进行提取、纯化、分析测定。实验室自主研制了气体样品进样系统，可以对各类气体样品（天然气、水溶气、土壤气等）定量进样、纯化，并实现气体样品中氦、氖、氩、氪、氙全系列稀有气体的组分含量及其同位素比值分析。整个系统通过低温冷泵可以将纯化后的氦、氖、氩、氪、氙各稀有气体组分进行分离，逐一进行高精度分析。稀有气体同位素实验室重点围绕油气形成聚集过程、岩石圈演化、地球脱气、古气候/古环境、地震活动以及宇宙地球化学等研究领域，提供稀有气体同位素分析方面的技术支撑服务。

图1. 稀有气体同位素实验室

2.仪器信息

稀有气体同位素实验室
仪器名称	稀有气体同位素质谱仪（资产编号及价值：1002364，476万元）
仪器型号	Noblesse SFT
仪器生产商	Nu Instruments
所属部门	油气中心/ 稀有气体实验室
放置地点	油气中心119
技术负责人	姓名：李立武 Email：llwu@lzb.ac.cn Tel: 4960836
联系人	姓名：曹春辉 Email: caochunhui@lzb.ac.cn Tel: 4960995
备注

3.仪器主要性能指标及分析须知

	仪器主要性能指标
性能指标	a、Ar灵敏度：≥ 110^-3 Amp/Torr @ ≤ 1.0 mA 离子源电流; @ 4.5kV加速电压　　b、He灵敏度：≥ 210^-4 Amp/Torr @ ≤ 1.2 mA 离子源电流; @ 4.5kV加速电压　　c、⁴⁰Ar上升率在30分钟内≤ 1*10^-12 cc STP/min 　　d、法拉第杯的分辨率≥400（10%峰谷）；电子倍增器的分辨率≥700（10%峰谷）
主要应用	可用于各类气体样品（天然气、温泉气、泥浆气、断层气和水溶气等）、固体样品（岩石、单矿物）、流体样品（地下水、河水等）中氦、氖、氩、氪和氙全系列稀有气体含量及同位素比值分析。固体样品还可以进行分步加热法进行稀有气体同位素分析。
分析须知	气体样品需用高压钢瓶或盐水瓶密封送样（气体量>100ml）。液体样品采用密闭容器送样（液体样量>500ml）。固体样品需要粉碎至40-60目（样品量>2g），然后需要用4mol盐酸浸泡（>10小时），再用超纯水冲洗10次（保证将盐酸冲洗干净），自然晾干后送样。
附件下载	分析测试协议

4.服务费收取

收费标准

类型	检测项目	价格（元）	样品要求
（流体）样品　　稀有气体　　同位素	³He/⁴He	1200	①气体样品用高压钢瓶或盐水瓶密封送样(样量>100ml) 　　　　②液体样品采用密闭容器送样（样量>500ml）（液体样品加收200元脱气处理费）
	²⁰Ne/²²Ne	1800
	²¹Ne/²²Ne	1800
	⁴⁰Ar/³⁶Ar	1800
	³⁸Ar/³⁶Ar	1800
	⁴He/²⁰Ne	600
	⁸⁶Kr/⁸⁴Kr	1500
	¹²⁹Xe/¹³²Xe	1500
（固体）样品稀有气体　　同位素	分段加热He、Ne、Ar同位素比值	8000(单温度点)	2g，40-60目，用4mol盐酸浸泡（>10小时），超纯水清洗，自然晾干，然后送样。
稀有气体组分含量	He含量	600	样品条件同上
	Ne含量	600
	Ar含量	600
	Kr含量	600
	Xe含量	600

　　提供优惠的前提条件如下：

　　1.科研成果中如果使用稀有气体岗位分析数据，文章中必须挂名稀有气体岗位人员。在文章发表过程中有关实验和数据问题，稀有气体岗位人员可以协助解决。

　　2.送样人员需亲自上机分析。稀有气体岗位人员可以事先提供实验培训，被培训人员达不到上机要求，不允许上机。提倡项目组提早安排人员学习。

　　3.所内项目组所送样品，如果由稀有气体岗位人员亲自分析，则按原价的95%收费。

　　优惠政策：

样品数量（个）	优惠价格
10-20	90%
20-40	80%
40-60	70%
>60	60%

相关注意事项如下：

　　(1)严格按照实验室技术人员的指导进行样品的分析测试，对于违反相关操作规程而损坏仪器以及相关附属设备的须照价赔偿;

　　(2)为保证数据质量，原则上要求送样人进实验室完成样品的分析；

　　(3)所有在本实验室获得分析测试数据的研究人员，须在其研究成果中注明：样品在中国科学院西北生态环境资源研究院分析完成。

4.实验室/平台支撑产出

　　1.Li Liwu,LiuYan,Cao Chunhui,Li Zhongping,Xing Lantian,Zhang Mingjie,Wang Xianbin,Analysis of Chemical Composition of Gases from Rock Samples by Pulsed Discharge Chromatography Combined Mass Spectrometry.Geochemistry International,2020,58(8):968-979

　　2.Li Liwu，Cao Chunhui，Li Zhongping，Xing Lantian，Zhang Mingjie，Wang Xianbin，Gas chromatography combined mass spectrometry for the chemical composition of gases from rock samples,Book of Abstracts,The 14th International Conference on Gas Geochemistry,Wroclaw,2017：169-170

　　3.Liwu Li，Yan liu，Chunhui Cao，Jian He，Lantian Xing，The gas chemical and rare gas isotope compositions of two volcanic rock samples from Wudalianchi，China，Sixth International Maar Conference，2016：57-58

　　4.Liwu Li，Lianjie Guo，Yanqing Xia，Jincai Tuo，A high vacuum automatic inlet system for microliter gas mass spectrometry,The 13th International Conference on Gas Geochemistry,2015：149-150

　　5.Li Liwu,The Uncertainty of Measurement on Gas Composition Analysis by MAT271 Mass Spectrometer，Abstract Proceeding of International Symposium on Metrilogy in Chemistry，2004：71-72.

　　6.Li Liwu,LiuYan,Cao Chunhui,Li Zhongping,Xing Lantian,Zhang Mingjie,Wang Xianbin,Analysis of Chemical Composition of Gases from Rock Samples by Pulsed Discharge Chromatography Combined Mass Spectrometry.Geochemistry International,2020,58(8):968-979.

　　7.Cao Chunhui,Li liwu,Liu Yuhu,Du Li,Li Zhongping,He Jian,Factors afecting Shale Gas Chemistry and Stable Isotope and Noble Gas Isotope Composition and Distribution A Case Study of Lower Silurian Longmaxi Shale Gas,Sichuan Basin.Energies,2020,13(22):5891.

　　8.Cao Chunhui,Li liwu,Du Li,Wang Yuhui,He Jian,The use of noble gas isotopes in detecting methane contamination of groundwater in shale gas development area an overview of technology and methods.Analytical Sciences,2020,36:521-530.

　　9.Cao Chunhui,Zhang Mingjie,Li Liwu,Wang Yuhui,Li Zhongping,Du Li,Holland Grag,Zhou Zheng,Tracing the sources and evolution processes of shale gas by coupling stable(C,H)and noble gas isotopic compositions Cases from Weiyuan and Changning in Sichuan Basin,China.Journal of Natural Gas Science and Engineering,2020,78:103304.

　　10.Cao Chunhui,Zhang Mingjie,Tang Qingyan,Yang Yang,Lv Zonggang,Zhang Tongwei,Chen Chang,Yang Hui,Li Liwu,Noble gas isotopic variations and geological implication of Longmaxi shale gas in Sichuan Basin,China.Marine and Petroleum Geology,2018,89:38-46.

　　11.Cao Chunhui,Li Zhongping,Li Liwu,Du Li,He Jian,Method for analyzing the molecular and carbon isotope composition of volatile hydrocarbons(C1–C9)in natural gas.Journal of Analytical Methods in Chemistry,2018,4512081,1-9.

　　12.Cao Chunhui,Du Li,Li Liwu,He Jian,Li Zhongping,Gas geochemistry characteristic of shale gas in Longmaxi Formation,SE Sichuan Basin,China.IOP Conf.Series:Earth and Environmental Science,2017,52:1-6.

　　13.Cao Chunhui,Lv Zonggang,Li Liwu,Du Li,Geochemical characteristics and implications of shale gas from the Longmaxi Formation,Sichuan Basin,China.Journal of Natural Gas Geoscience,2016,1:131-138.

　　14.Cao Chunhui,Tang Qingyan,Zhang Mingjie,Lv Zonggang,Carbon Isotope Reversals of Changning-Weiyuan Region Shale Gas,Sichuan Basin.Acta Geologica Sinica-English Edition,2015,89:375-377.

　　15.Zhang Maoliang,Guo Zhengfu,Xu Sheng,Peter H.Barry,Yuji Sano,Zhang Lihong,S？mundur A.Halldórsson,Chen Ai-Ti,Cheng Zhihui,Liu Cong-Qiang,Li Si-Liang,Lang Yun-Chao,Zheng Guodong,Li Zhongping,Li Liwu&Ying Li,Linking deeply-sourced volatile emissions to plateau growth dynamics in southeastern Tibetan Plateau,Nature Communications,2021,12:1457.

　　16.李立武,曹春辉,李中平,杜丽.MAT271质谱计测控程序研制.现代科学仪器2010,97-98.

　　17.李立武,王广,李中平,杜丽,曹春辉.稳定同位素质谱与同位素光谱结合的方法分析氧同位素17O/16O.岩矿测试2013,32:392-397.

　　18.曹春辉,张铭杰,汤庆艳,吕宗刚,汪扬,杜丽等.四川盆地志留系龙马溪组页岩气气体地球化学特征及意义.天然气地球科学,2015,26:1604-1612.

　　19.曹春辉,李中平,杜丽,李立武.原油溶解气中稀有气体同位素分析.分析仪器,2014,12-16

　　20.曹春辉,李中平,杜丽,李立武.气体同位素质谱仪MTA271分析天然气组分的方法研究.现代科学仪器,2011,103-106.

实验室人员介绍

李立武研究员/博士（博士生导师）

通讯地址：甘肃省兰州市城关区东岗西路382号

电话：4960836 E-mail:llwu lzb.ac.cn

教育及工作经历：

2016/06-今中国科学院西北生态环境资源研究院,研究员

2004/06-2016/05,中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心,研究员

2000/12-2004/05,中国科学院兰州地质研究所，研究员

1998/09-2000/11,中国科学院兰州地质研究所，副研究员

1995/09-1999/11,中国科学院近代物理研究所，粒子物理与原子核物理，博士

1995/08-1998/08,中国科学院兰州地质研究所，助理研究员

1992/07-1995/07,中国科学院兰州地质研究所，研究实习员

1989/09-1992/07,中国科学院近代物理研究所，核技术应用，硕士

1985/09-1989/07,吉林大学物理系，物理专业，学士

主要工作业绩：

1992年以来一直从事气体地球化学分析测试及其实验方法研究工作。承担并完成了国家自然科学基金项目1项，主持完成英、加、美等国企业和国内大中小型企业横向委托项目多项，承担完成中国科学院及所在单位自主创新项目多项，参加完成国家自然科学基金重点项目、国家重点科技计划项目和国家自然科学基金项目多项。赴德国、英国、日本、意大利和波兰等国参加学术会议和交流多次。发表和参与发表论文80余篇，授权专利30余项，作为第一作者和技术联系人授权发明专利10项。参编行业标准2项，主编本单位内部标准2项。编写了《质量手册》、《程序文件》、内部标准、仪器设备校验方法、检测实施细则和仪器设备操作规程等一系列质量管理体系文件。培养硕博研究生多名，指导了科研人员、研究生和大学生进行仪器设备操作和数据处理。熟悉气相色谱、磁质谱、四极质谱、离子阱质谱和X荧光光谱等多种仪器设备的使用和维护。建立了岩石样品分段加热脱气和电磁破碎脱气的气体化学/稳定同位素/稀有气体同位素组成分析方法，在地幔流体地球化学、页岩气勘探开发、氦资源勘探开发和月壤气体化学等研究工作中发挥了重要作用。建立了液化天然气分析方法，满足了百多家企业的液化天然气检测需求。研制了MAT271质谱计的测控程序软件，部分打破了国外技术封锁，新软件运行效率更高。研发的软件、装置和方法，提高了检测效率或数据准确度，扩展了仪器的功能，支持了气体地球化学、油气资源和固体矿产资源等基础研究和应用基础研究，获得的检测收入维持了实验室仪器设备的运行。历任研究所技术主管、技术委员会主任、总技术师、实验室副主任等职，目前为中国科学院西北生态环境资源研究院地球化学测试中心技术负责人、授权签字人和稀有气体同位素岗位负责人。

近期代表性学术论文：

1.李立武,高梓涵,贺坚,曹春辉,李中平,不同海拔地点的空气氩同位素组成特征及其在油气地球化学分析中的意义.天然气地球科学,2022,33(1):92-100

2.Li Liwu,LiuYan,Cao Chunhui,Li Zhongping,Xing Lantian,Zhang Mingjie,Wang Xianbin,Analysis of Chemical Composition of Gases from Rock Samples by Pulsed Discharge Chromatography Combined Mass Spectrometry.Geochemistry International,2020,58(8):968-979

3.Li Liwu，Cao Chunhui，Li Zhongping，Xing Lantian，Zhang Mingjie，Wang Xianbin，Gas chromatography combined mass spectrometry for the chemical composition of gases from rock samples,Book of Abstracts,The 14th International Conference on Gas Geochemistry,Wroclaw,2017：169-170

4.Liwu Li，Yan liu，Chunhui Cao，Jian He，Lantian Xing，The gas chemical and rare gas isotope compositions of two volcanic rock samples from Wudalianchi，China，Sixth International Maar Conference，2016：57-58

5.Liwu Li，Lianjie Guo，Yanqing Xia，Jincai Tuo，A high vacuum automatic inlet system for microliter gas mass spectrometry,The 13th International Conference on Gas Geochemistry,2015：149-150

近期授权专利：

1.李立武，高梓涵，曹春辉，一种天然气氖同位素组成测量装置及方法，中国发明专利，申请号：2018106156505，申请日期：2018年6月14日，授权公告日：2023年8月8日。

2.李立武，曹春辉，贺坚，气体化学与稀有气体同位素组成同时测量装置及其方法，中国发明专利，申请号：2016102598201，申请日期：2016年4月25日，授权公告日：2023年8月1日。

3.李立武，高梓涵，李晓斌，曹春辉，一种天然气的高氩同位素比测量装置及其方法，中国发明专利，申请号：2017112022378，申请日期：2017年11月27日，授权公告日：2023年07月25日。

4.李立武，曹春辉，李中平，张明峰，刘艳，一种高真空双阀玻璃瓶水样中溶解气的提取装置及方法，中国发明专利，申请号：2020106463549，申请日期：2020年7月7日，授权公告日：2023年3月17日。

5.李立武，张中宁，李中平，杨辉，杜丽，一种液化天然气的分析方法，中国发明专利，申请号：2015101946566，申请日期：2015年4月23日，授权公告日：2017年6月6日。

曹春辉高级工程师/博士（硕士生导师）

通讯地址：甘肃省兰州市城关区东港西路382号电话：4960995

E-mail: caochunhui@lzb.ac.cn

教育及工作经历：

2008.09-2011.07 中国科学院研究生院，硕士学位

2013.09-2017.12 兰州大学，博士学位

2012.01-2013.12 中科院兰州油气资源研究中心，助理工程师

2014.11-2014.12 The University of Tokyo，访问学者

2018.06-2019.06 Lancaster University，访问学者

2014.01-2021.03 中科院西北生态环境资源研究院，工程师

2021.04- 至今中科院西北生态环境资源研究院，高级工程师

主要工作业绩：

目前在中国科学院西北生态环境资源研究院主要从事稀有气体地球化学研究及稀有气体同位素分析技术研发工作。主持国家自然科学基金面上、青年项目、中科院仪器设备功能开发技术创新项目等；已在国内外期刊发表各类文章36篇，其中SCI收录17篇，授权发明专利10项，作为主要起草人制定行业标准2项，参与编撰英文专著1部。

近期代表性学术论文（数量不超过5篇，请严格按照格式，需列出论文全部作者）

1. Cao Chunhui, Li liwu, Liu Yuhu, Du Li, Li Zhongping, He Jian, Factors afecting Shale Gas Chemistry and Stable Isotope and Noble Gas Isotope Composition and Distribution A Case Study of Lower Silurian Longmaxi Shale Gas, Sichuan Basin. Energies, 2020, 13(22):5891.

2. Cao Chunhui, Li liwu, Du Li, Wang Yuhui, He Jian, The use of noble gas isotopes in detecting methane contamination of groundwater in shale gas development area an overview of technology and methods. Analytical Sciences, 2020, 36:521-530.

3. Cao Chunhui, Zhang Mingjie, Li Liwu, Wang Yuhui, Li Zhongping, Du Li, Holland Grag, Zhou Zheng, Tracing the sources and evolution processes of shale gas by coupling stable (C, H) and noble gas isotopic compositions Cases from Weiyuan and Changning in Sichuan Basin, China. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2020, 78:103304.

4. Cao Chunhui, Zhang Mingjie, Tang Qingyan, Yang Yang, Lv Zonggang, Zhang Tongwei, Chen Chang, Yang Hui, Li Liwu, Noble gas isotopic variations and geological implication of Longmaxi shale gas in Sichuan Basin, China. Marine and Petroleum Geology, 2018, 89:38-46.

5. Cao Chunhui, Li Zhongping, Li Liwu, Du Li, He Jian, Method for analyzing the molecular and carbon isotope composition of volatile hydrocarbons (C1–C9) in natural gas. Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2018, 4512081, 1-9.

近期授权专利：

曹春辉，李立武，刘玉虎，李中平，杜丽， METHOD AND ONLINE CIRCULATION SYSTEM FOR COLLECTING LIGHT HYDROCARBON IN NATURAL GAS，荷兰发明专利，申请号：2028533，申请日期：2020年6月29日，授权公告日：2023年3月24日。

曹春辉，杜丽，贺坚，李立武，一种富甲烷天然气中Xe同位素分析方法及分析装置，中国发明专利，申请号：2017103777913，申请日期：2017年5月25日，授权公告日：2020年8月25日。

曹春辉，张生银，李双林，李立武，李中平，杜丽，贺坚，何大祥，原油中稀有气体同位素的测定方法及装置，中国发明专利，申请号：201310634951X，申请日期：2013年12月3日，授权公告日：2016年7月13日。

曹春辉;李立武;刘玉虎;李中平;杜丽，实验室收集天然气中轻烃的在线循环系统和组分分析