关键金属元素分析测试技术方法应用进展

以稀有、稀散、稀土、铂族元素为主体的战略性关键金属矿产资源,在新材料、新能源和信息技术等新兴产业中发挥着越来越关键的作用。随着我国关键矿产资源地质调查的不断深入,关键金属元素以其赋存基体复杂、不同矿物含量差异大、化学性质不稳定等特点对分析测试技术提出了新的挑战。本文根据化学组成不同,对关键金属元素主要赋存基体进行了分类,主要分为硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷酸盐、氧化物、硫化物、卤化物等。对于不同的基体岩石矿物,通常采用酸溶法(硝酸-氢氟酸组合、王水)或碱熔法等传统溶样方法进行化学消解。评述了当前关键金属元素测试常用的电子探针、电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体发射光谱、X射线荧光光谱等仪器的特点及应用,总结了关键金属元素分析过程中出现的样品难溶解、回收率不完全、测试过程氧化物和同质异位素干扰、样品和标准基体不一致等常见问题,并提出了相应的解决方案。微区原位分析凭借其高效率、低成本、高空间分辨率的优势,以及野外现场分析凭借其简单快速、贴近野外工作的特点是关键金属元素测试技术发展的主要趋势。     

黔西北峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系钪、铌、稀土分布特征与富集规律

在黔西北峨眉山玄武岩顶部与上覆宣威组(P3x)/龙潭组(P3l)不整合接触界面附近,常分布一套Fe-Al岩系,近年发现其中Sc、Nb和REE等关键金属富集特征显著,对这套铁铝岩系中Sc、Nb、REE的分布特征、富集规律和赋存形式研究.结果表明:1)Fe-Al岩系中富集的Sc、Nb和REE等关键金属,多数已达到综合利用标准,具有较好成矿前景;2)宣威组(P3x)Fe-Al岩系中,Sc、Nb和REE分布均匀、差异较小,Sc主要富集于下部,Nb主要富集于上部,REE主要富集于中下部,主要赋存岩性分别为含凝灰质铁质粘土岩、豆鲕状铝土质粘土岩和铝质粘土岩;3)龙潭组(P3l)Fe-Al岩系中,Sc主要分布于中部和南西部,Nb和REE主要分布于北部、南西部,Sc主要富集于下部,Nb和REE主要富集于上部及上覆煤系地层底部,主要赋存岩性分别为凝灰质粘土岩、植物屑粘土岩和碳质粘土岩;4)Sc和Nb主要以类质同象形式呈分散状态赋存于粘土矿物、独居石、金红石等中,REE以离子吸附态、类质同象和独立矿物等多种赋存;5)Sc、Nb,REE富集经历了风化作用初始富集,后期成岩改造作用再次富集过程,此外,还与Fe-Al岩系完整性有关.     

2018年云南通海MS5.0和墨江MS5.9地震前地磁垂直强度极化异常时空特征研究

利用云南11个地磁台站的秒采样观测数据,计算和分析了地磁垂直强度极化值Y_zh在2019年8月13日、14日通海M_S5.0地震前及2019年9月8日墨江M_S5.9地震前的时空变化特征。研究表明,地磁台站Y_zh值的幅度在震前会出现同步增强现象。而与以往的极化震例研究相比,Y_zh值的高值异常在震前出现时间要更早些,可能会在震前2~5个月出现,距发震时间越近,产生的异常幅值可能越大,异常持续时间也越长。同时,研究还发现2次地震主要发生在异常空间等值线的高值区内,尤其在零值阈值线附近,这可能对今后发震地点的预测有一定的指示意义。对比异常产生时段内的D_st指数,认为该高值异常并非由空间电流体系所引起。     

江宁台多孔垂向地电阻率观测试验

为了提高地电阻率观测抑制地铁干扰的能力, 江宁台新建了多孔垂向地电阻率观测。 在观测中探讨完善了装置系数计算方法, 解决了缺数问题, 并通过比较同测区井下和垂向地电阻率观测数据, 得出如下结论: ① 垂向观测由于布极方式较为特殊, 其年变化幅度大于井下地电阻率观测同等极距; ② 与井下地电阻率观测相比, 垂向地电阻率观测信噪比更高, 具备更好的抗地铁干扰能力, 以期为地电观测抗干扰的方法和技术应用提供基础; ③ 垂向地电阻率观测建设中, 可能需要重视电极的位置固定。     

IKONOS影像城市植被信息提取前的阴影校正

在高分辨率卫星影像的预处理上,阴影的提取与校正是一个难题,本文根据实际需要,采取不同的方法对建筑物阴影和山体阴影进行提取,并采用不同的校正方法进行校正。对城区建筑物阴影,采用基于影像融合的IKONOS影像阴影自动提取方法对阴影进行提取,再采用郎伯模型进行校正;对山体阴影,直接采用监督分类的方法对山体阴影进行提取,再采用灰度线性匹配的方法进行校正。实验表明,分开提取与校正的策略能取得较为理想的效果。     

塔里木河的变迁与罗布泊的演化

干旱区河流及湖泊变化是环境演变的最重要标志之一。本文根据实际调查、历史记载和遥感图像解译,论证了塔里木河河道变迁及水量变化与罗布泊的演化关系。魏晋及其以前,塔里木河与孔雀河合流从北面入罗布泊,当时上游农业规模小,入湖水量多,罗布泊水域面积达到5350km2。此后,孔雀河入塔里木河,从南面经喀拉和顺入罗布泊,由于绿洲面积扩大,引水增加,到了清末罗布泊水域明显缩小,但还没有干涸。1921～1952年塔里木河再度与孔雀河汇流,又从北面入罗布泊,湖面扩大到1900km2,代表了这一时期的罗布泊水域,因此罗布泊不是20世纪30年代末40年代初干涸。1952年塔里木河与孔雀河分流,孔雀河单独入湖,水量减少,使湖面缩小,但直至1959年中国科学院新疆综合考察队对罗布泊进行考察时仍有广阔的水面,1961年仍未干涸。孔雀河灌区为扩大灌溉面积,于1958年和1962年,分别在普惠和阿克苏甫修了拦河大坝和水库引起下游断流。因此,罗布泊应在1962年以后逐渐干涸,直到1972年美国第一颗地球资源卫星照片上才得到反映。同时,还根据塔里木盆地绿洲发展、水资源利用及水系关系,分析了罗布泊干涸的原因及与塔里木河开发有着必然联系,主要是人类活动改变了地表径流的地域分配,上中游引水过多,造成下游断流和尾闾湖干涸。     

水位动态周期性干扰的小波方法分析研究

1 小波分解与重构 对任意信号,离散小波变换是将信号分为低频部分和高频过程.近似主要是系统的低频成分,细节是高频成分.本研究中,对水位数据出现周期性变化的数据进行小波分解和重构,得到剔除干扰后的曲线,并对重构后的水位数据进行再次分解,得到其噪声特征信息.     

玉树地震前的地下流体观测井温度数据超差异常及其与地震关系研究

本文收集整理了距2010年4月14日玉树7.1级地震震中700km范围内的全部13个地下流体观测井孔的温度观测资料,统计分析了2008年5月以来各井温度当月超过3倍均方差的数据个数(以下简称月超差个数).结果发现,在玉树地震前6个月,13个观测井中有10个井观测数据出现月超差个数升高现象,有4个观测井月超差个数出现了同震升高和震后升高现象.2008、2009年大柴旦发生的2次6级以上地震前,也有类似现象.此异常现象可能反映了玉树地震前场兆和源兆的共同作用过程.     

塔里木河下游生态保护目标和措施

针对2000-2009年塔里木河下游10次生态输水后生态环境的变化情况,提出新的生态保护目标：在距河500 m以内以胡杨(Populus euphratica)为主的重点保护带,地下水埋深保持在≤4 m,植被总盖度达到0.4~0.5;500~1 000 m为基本保护带,以柽柳(Tamarix spp.)为主,地下水埋深为4~6 m,植被总覆盖度达到0.3以上;＞1 000 m为一般保护带,随着输水累积量增加,地下水埋深达到6~8 m,使现有植被不再退化;沿河两岸1 000 m的植被保护恢复总面积应达到1 028 km2;用水均衡法和潜水蒸散法重新估算的大西海子的下泄水量为2.3×108 m3 ,比原规划减少了1.2×108 m3 ,其中2.0×108 m3为维护生态所用,另外还有0.15×108~0.3×108 m3为向台特玛湖输水的水量;应保持输水连续性,大西海子以下年泄水量不小于0.36×108 m3;为了保证向下游输水,必须加强水资源调控,通过整治源流,使到达干流的水量为44.2×108 m3 ,干流严禁开荒,加强对防护堤修建后生态环境变化的监测,下游采用漫溢漂种增加植被面积。     

不同剪切作用下CMC水溶液的微观结构研究

针对聚合物钻井液重要组分之一的羧甲基纤维素钠盐(CMC),考虑钻井液在井底钻头与环空处所受的不同剪切作用,
测试了其水溶液在相应近似剪切作用(分别为600,6000r/min)下的流变性,并结合冷冻干燥方法,利用扫描电子显微镜观测了这
两种剪切作用后CMC水溶液相应的微观结构。结果表明高速剪切作用使CMC水溶液的空间网络骨架拉伸变细,甚至破坏,溶液
黏度有所降低,流动性增大。这样,热量更容易通过这些网络骨架,使充填其中的小分子物质以热传导、对流传热等方式传递到钻
屑表面,分解钻屑表面的水合物。水合物分解产生的气体和水则以分子扩散的形式向内向外进行传质,但会受到钻井液微观骨架
结构和其中填充物质的阻碍。