高灵敏度高分辨率二次离子探针质谱仪（SHRIMP）具有高精度测量优点 我国具备研制实力

　　高灵敏度高分辨率二次离子探针质谱仪，简称SHRIMP，是一种大型原位微区分析仪器，其核心功能是利用一次离子束轰击固体样品表面，通过溅射作用产生携带样品成分信息的二次离子，再经高分辨率质谱仪对二次离子进行质量分离和强度检测，从而获得样品微区的同位素组成和元素含量信息。

 

　　离子探针，别称二次离子质谱（SIMS），主要产品包括飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）、纳米二次离子探针质谱仪（NanoSIMS）、高灵敏度高分辨率二次离子探针质谱仪（SHRIMP）等。根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国高灵敏度高分辨率二次离子探针质谱仪（SHRIMP）行业研究及十五五规划分析报告》显示，SHRIMP最显著的技术特征在于同时具备高质量分辨率（M/ΔM＞5000，可区分目标离子与干扰分子峰）和高灵敏度（检测限可达ppb级），能够对地质样品中极微量放射性成因同位素（如206Pb、207Pb）进行精确测定。

 

　　SHRIMP最核心的应用领域是地质年代学，被誉为“锆石定年金标准”。通过对岩浆岩、变质岩及沉积岩中锆石（ZrSiO4）颗粒进行原位U-Pb分析，可精确厘定岩石形成年龄及地质演化历史。在沉积地层学中，碎屑锆石年龄谱系分析已成为物源示踪和古地理重建的关键手段。此外，SHRIMP在宇宙化学、环境科学及材料科学领域亦有重要应用，如分析陨石中极端古老物质的年龄、测定大气颗粒物来源及半导体材料中掺杂元素分布等。

 

　　2025年6月，我国自然资源部办公厅印发《新一轮找矿突破战略行动先进适用勘查技术推广清单（第一批）》，中国地质科学院地质研究所申报的“高灵敏度、高分辨率二次离子探针质谱微区分析技术”入选。

 

　　从实际应用来看，在海外，科研人员借助SHRIMP开展U-Pb定年研究，在西澳大利亚杰克山识别出年龄约44亿年的碎屑锆石，为认识地球早期地壳形成与演化提供关键性制约，该成果发表于《Nature》。在我国，SHRIMP被广泛应用于重大基础地质问题研究，例如对华北克拉通古老基底岩石的开展系统定年工作，重新厘定了该地区太古代地质演化序列，相关成果支撑了多项国家自然科学基金重点项目。

 

　　新思界行业分析人士表示，SHRIMP的制造涉及超高真空技术、高稳定度高压电源（一次离子束加速电压可达10kV）、大型电磁铁（磁场半径约25cm）及高精度数据采集系统等尖端工程领域，核心技术壁垒在于离子光学系统的设计，确保在二次离子提取和传输过程中保持极高的传输效率和质量分辨能力。SHRIMP研发制造技术壁垒高，相关研制企业主要有澳大利亚科学仪器公司（ASI）、中国地质科学院北京离子探针中心等。

 

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