自上世纪70年代初Lugmair首次将Sm-Nd同位素体系成功应用于陨石学和月球年代学研究之后，该体系迅速被推广到地球科学研究领域。近半个世纪以来，Sm-Nd体系在地球化学示踪和地质年代学的研究中被广泛应用，为获取岩石的形成时间、演化及其地球动力学背景提供了重要参数。精确测定143Nd/144Nd和147Sm/144Nd比值是获取准确年龄和初始值的前提条件，同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)具有极高的准确度和灵敏度，是Sm-Nd同位素组成测定的基准技术。　　然而，TIMS分析Sm-Nd同位素技术仍存在一些明显不足，如测试效率低和分析成本高。另外，超微量Sm-Nd同位素精确分析仍存在一些技术瓶颈，制约了Sm-Nd同位素体系在某些特定领域研究的广泛开展，如无法满足珍贵样品分析需要，也无法满足微区取样分析需要。此外，作为月球演化和地球早期硅酸盐分异的最重要手段之一，146Sm-142Nd灭绝核素分析技术在我国尚未建立，制约了我国科学家在此领域的探索。针对上述TIMS分析技术存在的问题，本研究从三个方面进行了研发和改进，并取得显著进展:　　(1) Sm-Nd同位素TIMS同步测定技术　　传统Sm-Nd分析技术，一般采用149Sm-150Nd混合稀释剂结合TIMS技术完成样品Sm-Nd元素含量及Sm-Nd同位素比值测定。通常将高纯的Sm和Nd分别点样于不同的灯丝上测试，该法具有优良的准确度和测试精度，但测试效率低，分析成本高，严重制约了实验室工作容量，亟待改进。我们通过优化混合稀释剂组合和建立有效的稀释法扣除方法，发现采用152Sm-148Nd混合稀释剂不仅可获得与传统技术同样优质的数据，同时还提高了一倍测试效率，表现在TIMS测试时，Sm和Nd的元素含量及147Sm/144Nd和143Nd/144Nd比值可在一次分析中完成。由于测定对象是Sm-Nd混合物，点样只用一条灯丝，节省了一倍灯丝用量，同时与之匹配的灯丝点样、去气、点焊工作量也被降低一倍，极大简化了实验步骤、降低了人工消耗、提高了测试效率。　　(2)微量样品Sm-Nd一步分离技术　　传统Sm-Nd分离流程，步骤繁琐，易造成交叉污染，不利于微量样品分析。针对微量样品分析，我们建立了一步分离Sm-Nd的制备技术。采用LN柱一步分离岩石样品中Sm和Nd，减少了多步组合分离可能造成的人为操作污染，Sm-Nd的全流程本底小于10 pg。该方法完成一次分离仅需3～4小时，与高灵敏度的氧化物TIMS分析技术结合，可满足微量(1mg)岩石样品高精度Sm-Nd分析需要。与传统的两步分离技术相比，本流程具有操作简便，洗脱体积小，制备效率高，本底低的优势。这一新型分析方案可满足珍贵样品的分析需要，结合微钻取样技术，将有望推动微区矿物样品Sm-Nd年代学研究。　　(3)超高精度142Nd/144Nd比值TIMS分析技术　　目前只有少数欧美实验室具有146Sm-142Nd灭绝核素分析能力，该技术的关键在于实现超高精度142Nd/144Nd比值分析。我国尚未建立该项技术，本次工作已建立该分析方法，填补了国内在此领域的技术空白，有望推动我国科学家在早期地球演化和月球演化领域的研究。