实验室简介

    本实验室是国内最早开展天然气中稀有气体同位素组成分析的实验室。从上个世纪80年代初至今，实验室先后引入了VG5400、MM5400及Noblesse稀有气体同位素质谱计。实验室可提供天然气、温泉气、泥浆气、断层气和水溶气、包裹体气体等样品中He、Ne、Ar、Kr、Xe全系列稀有气体同位素组成分析。

仪器介绍

    实验室主要配有稀有气体同位素质谱仪。该主机配置了1个法拉第杯，3个电子倍增器。质谱飞行管道末端配有两个Zoom，可以实现三个接收器可以同时工作，减少稀有气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe）在质谱内的快速衰减造成的误差。法拉第杯分辨率≥200，电子倍增器分辨率≥750，主机本底≤1.36e-14cm3STP/min 36Ar，主机静态漏率≤5.5e-13 cm3STP/min 40Ar，He灵敏度（trap电流为500μA）≥0.216A/bar，Ar灵敏度（trap电流为400μA）≥1.38A/bar。纯化系统真空：10-11mBar，质谱主机真空：10-12mBar。仪器的空白本底水平为：4He=1.9×10−11cm3STP，20Ne=2.3×10−11cm3STP，40Ar=1.2×10−9 cm3STP，84Kr=2.6×10 −12 cm3STP，132Xe=1.1×10 −13cm3STP。

实验室成员

曹春辉，李立武

工作内容

稀有气体同位素检测分析服务与相关研究。

研究方向

    本实验室以稀有气体同位素地球化学为核心示踪技术，系统开展从地表圈层到地球深部、从现代过程到地质历史的多尺度物质循环与能量传递研究。其主要研究方向包括：①阐明地质过程中流体来源、运移与成藏效应，利用地壳与地幔来源的稀有气体同位素指纹，追踪活动构造带流体行为、盆地深部流体活动及油气成藏过程，建立关键地质过程中流体作用的示踪指标体系；②发展稀有气体同位素前沿示踪技术方法与应用范式，拓展其在污染物迁移、生态水文过程及深部碳循环等新兴交叉领域的研究边界，为资源勘探、环境评估与全球变化研究提供创新的技术手段与理论支撑；③解析寒旱区水系统演化规律与驱动机制，通过惰性气体温度计与多种同位素定年技术，精确刻画地下水补给来源、滞留时间与运移路径，揭示气候变化与人类活动双重胁迫下区域水循环的响应模式与演化趋势；④揭示极端环境下的古气候记录与古环境演变，依托地下水、冰芯等载体中的稀有气体信息，定量重建古温度、古海拔等关键环境参数，探析青藏高原隆升、亚洲季风变迁等重大环境事件的行星尺度驱动机制。

实验室主要论著与专利

1. 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 [J]. Marine and Petroleum Geology, 2018, 89:38-46.

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 [J]. Analytical Sciences, 2020, 36:521-530.

3. Cao Chunhui;Li Liwu;Zhao Huanhuan; BUFFER ASSEMBLY FOR DEVICE FOR ANALYZING NOBLE GAS ISOTOPE IN NATURAL GAS AND NOBLE GAS ISOTOPE ANALYSIS METHO, 2024-9-10, 美国, US 12,085,547B2. (发明专利)

4. Cao Chunhui；Li Liwu；Wei Zhifu；Li Zhongping；Xing Lantian；Liu Yan；DETECTION DEVICE AND METHOD OF RARE GAS SAMPLE IN FORMATION WATER, 2024-11-26, 美国, US 12,153,031B1 (发明专利)；

5. 曹春辉; 李立武; 赵欢欢; 与天然气中稀有气体同位素分析装置配套的缓冲件及方法, 中国发明专利, 2023-10-17, 中国, 202311592297.0 (发明专利)；

用户须知

    本着“学术引领、技术先行、高质开放”的宗旨，实验室将根据用户研究内容的前沿性和创新性及实验条件的需求分为2种类型：常规型（样品检验检测委托单）、开发型（适用分析测试申请书）。我们需要您填写样品委托单或服务申请书，提供有关您研究工作的信息情况，安排适宜上机分析的日程，提出后续的工作建议。

　　用户下载并填写委托单或申请书，提交到实验室办公室或技术负责人（曹春辉 caochunhui@lzb.ac.cn）

收费标准

    1. 样品制备：自备

    2. 收费如下：

       a) He,Ne同位素分析:4200元/样

       b) He,Ne,Ar同位素分析:6600元/样

       c) He,Ne,Ar,Kr,Xe同位素分析:12000元/样

     注：收费标准自2025年9月1日起施行。