用铅同位素示踪技术可以根据区域内多金属结核有关岩石、矿物的铅同位素组成和它们之间的关系来进行模式年龄定年、判断物质来源,研究块体性质、块体边界和地体发展变化,揭示层圈之间的物质交换和化学环境,探讨矿床成因和矿体区域分布,具体指导矿物资源的勘探与开发。因此铅同位素比值在海洋资源探测、模式年龄定年、海洋环境、沉积、岩石、矿物和地球化学研究以及陆地矿床的化探评价方面具有特殊的意义。 同位素稀释质谱法(IDMS)与电感耦合等离子质谱法(ICPMS)是铅同位素比值测定最常用的质谱方法。这两种方法精确度都比较高,但其样品预处理过程复杂,消耗时间长,而且存在着严重的同质异位素干扰问题。随着激光技术的发展而发展起来的基于激光共振电离谱学(RIS)的样品分析技术,不需对样品进行复杂的预处理,具有快速、实时的特点。该方法的汽化和电离均由激光来实现,且电离过程是共振激发,元素选择性强,不会电离同质异位素;将RIS与质谱仪相结合用于固体样品分析,克服了IDMS与ICPMS存在的不足,具有明显的优势。在通过该方法实现对同位素的有效定量测定的实际应用中,应解决的关键问题是:如何对所选择同位素原子进行饱和激发和饱和电离;如何匹配每一步的激光强度,使电离过程达到最佳;如何减小由于同位素超精细结构及同位素位移的存在而引起的各同位素电离效率不一致的激光诱导同位素歧视效应。本文以铅同位素的比值测定为目的,通过理论分析和数字模拟的方法就以上问题进行了较深入的探讨。 论文包括三大部分。引言和第一章为第一部分——综述部分,主要介绍了铅同位素比值的应用及测量方法、激光共振电离光谱学原理及其应用与发展、激光共振电离质谱法测定同位素比值的实验及理论的国内外研究现状。