江陵凹陷古新统光卤石的发现及其钾盐找矿意义

通过薄片鉴定和XRD等分析,在江陵凹陷古新统发现光卤石矿物,单层厚度达23cm,经化学分析该层含光卤石石盐岩中光卤石含量为1.6%。光卤石在江陵凹陷古新统有两种产出状态:一种是被包裹在石盐岩内,呈颗粒状分布,粒度大小0.1~0.5mm;另一种是充填硬石膏孔隙中,粒度大小0.1~0.2mm。经石盐包裹体测温、碳氧同位素和元素地球化学研究,确定了江陵凹陷古新统时期的古气候属于"暖旱"型。江陵凹陷古近纪时期属于裂谷型小盆地,构造期沉降较大,盆地封闭性良好,同时期火山活动频繁,为凹陷带来丰富的成矿物质,火山期后的温热泉水补给同样也为凹陷带来丰富的成矿物质;裂谷的某些部分与大洋沟通,接受海水补给。这样的构造条件、物质条件与古近纪时期的干旱气候相互耦合,出现光卤石沉积。江陵凹陷古新统光卤石发现,说明在该时期江陵凹陷卤水已演化到析出钾盐阶段,具有重要找钾指示意义。     

察尔汗盐湖晒卤过程中铷和铯元素富集规律研究

通过对察尔汗盐湖Ⅰ、Ⅱ号采区盐田中卤水及固体进行系统采样和分析,发现卤水中的主微量元素在盐田摊晒过程中显示出不同程度的富集,除成盐外,还存在类质同象、母液夹带等现象。其中,铷和铯元素的富集规律与光卤石析出存在一定的关联。XRD和TOF-SIMS分析结果显示,铷与钾呈现出更强的正相关性,与钠呈现出负相关性,表明铷元素与钾元素存在类质同象现象。铯元素与钾元素的类质同象现象则不明显,可能主要通过母液夹带的方式进入盐样中。该研究揭示了卤水中铷和铯元素的富集规律和赋存形式,对盐湖铷和铯资源综合利用开发具有一定的借鉴意义。     

Preparation of Ammonium Tungstophosphate-Calcium Alginate Composite Adsorbent and the Separation of Rubidium and Potassium

正As a kind of rare metals,rubidium is often used to prepare special glass,photomultiplier tubes,thermoelectric converter,organic catalysts and antidepressants.Rubidium forms no minerals of its own,hence,it often coexists with     

中国铷铯资源需求展望

铷和铯是高新技术产业发展不可或缺的关键矿产,全球资源相对丰富,中国铯资源相对短缺,其安全配置需要给予高度关注,同时需要解决未来中国铷和铯需求预测的科学问题。本文通过调研,从产业链分析入手,构建了铷和铯的数据基础,并尝试使用部门需求预测法和投入产出法,对我国铷和铯的需求做出了研判。结论是国内铷和铯消费进入快速增长期, 2025年我国铯需求1000～1100 t,铷需求约10 t。届时,我国铷和铯的市场规模也将有较大膨胀。     

西藏盐湖沉积物：一种潜在的铷、铯资源

铷、铯是我国战略性关键矿产资源。西藏盐湖卤水中赋存着丰富的铷、铯资源,但是品位普遍低于10 mg/L。根据热泉与盐湖锂、铷、铯等元素的补给关系和含量差异特征及铷、铯极易被黏土矿物吸附等特点,推测盐湖沉积物中赋存一定规模的铷、铯资源。为验证该推测,本文选取西藏拉果错、聂尔错、依布茶卡、当穹错、扎布耶茶卡等5个典型盐湖,采集卤水和沉积物样品各5件,开展水体中铷、铯含量和沉积物矿物成分分析,结合沉积物分相淋滤实验,得出如下结论：西藏拉果错、当穹错、聂尔错盐湖卤水铷、铯含量和资源量与其补给量差异显著,大量的铷、铯资源消耗于盐湖沉积物中;盐湖沉积物中的铷、铯含量远高于卤水。铷、铯在沉积物水溶相、碳酸盐相中含量较低,主要以吸附形式赋存于黏土矿物(主要为伊利石),吸附点位包括基面位置、难解吸的磨损边缘及层间位置。盐湖沉积物铷、铯资源量远超大型矿床规模,黏土矿物中铷、铯含量高达100 n×10-6,超过固体盐类矿产综合评价指标,相较于现有盐湖钾产品中的铷资源、含铯硅华中的铯资源开发,具有较好的开发利用性,是一种潜在的铷、铯资源。本研究成果有助于完善盐湖铷、铯富集成矿机制,并为高效开发盐湖中的铷、铯资源提供理论支撑。     

火焰发射光谱法测定卤水中铷和铯

选择LaCl3 作电离缓冲剂,用火焰发射光谱法测定卤水中的Rb和Cs,有效地降低了基体干扰,提高了方法的灵敏度。方法的测定下限为: 18μg/LRb, 1. 8μg/LCs;加标回收率在92. 4% ~105. 0%。方法用于实际样品分析,结果与KCl电离缓冲剂原子吸收光谱法相吻合,且减少了预先测定K 的操作。对卤水样品中Rb和Cs11次平行测定,计算方法的RSD分别为5. 78%和8. 11%。     

Precise Determination of Rubidium in Geological Reference Materials by ID-TIMS and WD-XRF: A Discussion for the Basalt BIR-1

Data were obtained for rubidium in six geological reference materials by isotopic dilution thermal ionisation mass spectrometry (ID-TIMS) and wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry (WD-XRF). The results found by one technique compare very well with the other within the respective analytical uncertainties and are also in good agreement with data from previously published values. The particular case of low Rb determinations in reference sample BIR-1 is discussed.     

陕北奥陶纪盐盆厚层钾石盐高矿化段的发现及其找钾启示

位于陕北奥陶纪盐盆东二盐凹东部的钾盐科学勘查井——绥钾1井,揭示了奥陶系马家沟组马五6亚段厚度为118.17 m,其中岩盐厚度累计100.38 m。本次工作将该井马五6亚段划分为4个成盐韵律,并利用示钾微化反应和岩盐样品溴、氯、钾元素分析为主要分析手段对绥钾1井岩盐段的含钾性进行评价,结果表明:该井马五6亚段发育累计厚度达64.7 m的厚层钾石盐高矿化段,发育4套成盐韵律,含钾石盐分布在相对完整的韵律Ⅱ和韵律Ⅲ中大部分的褐红色和褐色石盐中,以韵律Ⅱ含钾性最好,石盐顶部的泥质夹层起到了保护作用;本井整体K+含量在0.08%~1.24%之间,一般在0.1%以上,平均为0.23%,局部井段钾含量接近边界工业品位;Br-含量在90×10-6~400×10-6之间,平均为242×10-6;Br-×103/Cl-(溴氯系数)在0.17~0.98之间,平均为0.45。溴值和溴氯系数绝大部分达到钾石盐-光卤石沉积阶段。利用绥钾1井和盐盆内其他地区9口盐探井的平均钾含量数据编制了陕北奥陶纪盐盆马五6亚段K+含量(%)变化趋势图,该图指示东南部的东二盐凹是研究区较有利的含钾盐凹。绥钾1井马五6亚段厚层钾石盐高矿化段的发现,不仅揭示了该盐盆巨大的找钾前景,也为今后钾盐勘查工作部署指明了方向。     

氯化钠存在下氯化亚锡-十六烷基三甲基氯化铵体系浮选分离复杂金属基体中锇

研究了氯化钠存在下氯化亚锡-十六烷基三甲基氯化铵体系对Os（Ⅳ）-三氯锡酸络阴离子的浮选行为。实验表明，在盐酸介质中，体系可以浮选分离Os（Ⅳ），其浮选率为95．2％。98.0％。方法加标回收率为94．0％-98．5％，精密度为2．1％-7．7％（RSD，n=5）。方法可用于从大量基体金属中分离Os（Ⅳ），对实际样品分离的分析结果与其他方法推荐值相符。     

青藏高原盐湖铷铯资源现状、富集规律与提取技术

铷、铯是重要矿产资源,在航天、通讯、能源、医药、化学和电子设备等领域有着广泛用途。青藏高原盐湖铷铯资源主要分布于柴达木盆地和羌塘地块、拉萨地块的盆地,盐湖的铷铯资源主要来自于泉水和河水的补给。羌塘地块、拉萨地块的铷铯主要来自印度板块。笔者等收集了85个青藏高原盐湖铷铯含量和资源量数据,铷含量较高的盐湖有扎布耶和麻米错等,铯含量较高的盐湖有聂尔错和扎西错等。青藏高原盐湖氧化铷资源量共47.50 kt,为大型铷矿床规模的23.73倍;达到详查程度的资源量共37.40 kt。盐湖氧化铯资源量共28.53 kt,为大型铯矿床规模的14.265倍;达到详查程度的资源量共27.10 kt。85个盐湖中氧化铷的资源量达到大型矿床要求的盐湖有5个,达到中型矿床要求的盐湖有4个。氧化铯资源量达到大型矿床要求的盐湖有2个,达到中型矿床要求的盐湖有2个。盐湖铷铯在蒸发过程中基本处于浓缩阶段,残卤中铷铯浓度很高,扎布耶盐湖湖水蒸发残卤中铷、铯质量分数最高为0.496‰和0.372‰,拉果错残卤中铷、铯最高为0.84‰和1.76‰,麻米错残卤中铷、铯最高为0.224‰和0.297‰,这有利于铷铯的开发利用。目前,从盐湖卤水中提取铷、铯的方法以溶剂萃取法方法最具有应用前景。     

超声提取-离子色谱法测定铁矿石中水溶性氟氯溴及硝酸根

铁矿石样品经超声提取、离心机分离沉淀后,分别通过IC-RP柱、IC-Na柱及0.22μm微孔过滤膜过滤,25.00 mmol/L NaOH溶液作为淋洗液,利用AS-19型阴离子分离柱和ASRS 300-4 mm连续自动再生化学抑制器分离样品中氟、氯、溴和硝酸根多种水溶性阴离子和采集数据。经过IC-RP柱可吸附样品溶液中有机质,通过IC-Na柱可将溶液中重金属离子置换成Na+,使之与淋洗液的阳离子成分一致。对水溶性阴离子的提取效率进行实验,确定提取时间为30 min。在标准溶液及待测样品溶液中加入一定量相应的淋洗液,使溶液和淋洗液的电导值相匹配来消除水负峰的影响。F-、Cl-、Br-、NO3-的方法检出限分别为2.1、3.5、2.5、2.0μg/g,工作曲线的相关系数>0.999。用铁矿石标准样品GBW 07218a验证方法的准确度与精密度,测定值与标准值基本吻合,精密度(RSD,n=10)小于5%,加标回收率为96%～104%。用于实际样品的分析,测定值与离子选择电极法结果接近。方法线性范围宽,操作简单,快速高效,适用于实验室日常检测工作。     

多步浸提法在碳酸盐岩Sr同位素分析中的对比及优化

海相沉积碳酸盐岩是记录海水信息的重要载体,其中碳酸盐岩的Sr同位素比值（87Sr/86Sr）可以反映大陆地壳和地幔对海水组成的相对贡献,其长期变化趋势可用于反演地球历史上的全球构造事件、风化速率变化和生物地球化学循环以及确定海相沉积地层年龄等。然而,现存古老地层中的碳酸盐岩常不同程度地保留有非碳酸盐组分,并受到后期蚀变影响,从而使碳酸盐岩全岩的Sr同位素组成不等同于原生碳酸盐组分的Sr同位素组成。为了获取可以反映当时的海水组成的原生碳酸盐组分,需要建立一种有效的浸提方法。本文基于已有的两种碳酸盐岩多步浸提方法,探讨了其适用性,并简化了预浸步骤、缩短了流程时间,明确了不同种类的碳酸盐岩的浸提方法。结果表明：碳酸盐纯度≥85%的灰岩适用于采用浸提液为1%乙酸的9步浸提法,目标步骤为L7～L9;纯度≥65%的白云岩样品适用于采用浸提液为0.25%～10%乙酸的14步浸提法,目标步骤为D13～D14,采用多接收电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）对纯化后的目标浸提液进行Sr同位素测试。通过此方法获得中国灰岩标准物质GBW03105a原生碳酸盐组分的87Sr/86Sr比值为0.708930±0.000015（n=12,2SD）,与前人研究结果（0.708879±0.000013）相吻合;并报道了欧洲钢铁标准化委员会（ECISS）白云岩标准物质ECRM-782-1原生碳酸盐组分的87Sr/86Sr比值为0.707868±0.000034（n=12,2SD）,为后续地球化学分析提供了方法和数据支持。     

熔融制样波长色散X射线荧光光谱法测定白云石中钙镁硅铁铝

白云石属碳酸盐矿物,应用熔融制样X射线荧光光谱法测定其中主次量组分钙、镁、硅、铁、铝时,由于白云石灼烧减量大,在试料片制备过程中,如果以干基试料制备试料片,除灼烧减量外还有少量其他组分被分解出的大量CO₂带走,导致试料损失,测定结果偏低;如果以灼烧基试料制备试料片,由于灼烧后的试料极易吸收空气中的水分和CO₂,同样使测定结果偏低。基于质量守恒原理,本文直接以灼烧减量测量后的灼烧基试料质量作为试料量(即灼烧减量测定所称量的干基试料量扣除灼烧减量的量),以四硼酸锂为熔剂,5%碘化铵溶液为脱模剂,试料与熔剂的稀释比为1:10,于1050℃熔融15 min以上制备的试料片透彻、玻璃化程度高。以白云石标准物质和标准样品作为标准试料,制作各组分的标准曲线的相关系数在0.9940~0.9994之间;方法检出限为0.011%~0.48%;标准物质和标准样品的测定值与认定值基本一致,各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)在0.5%~1.7%之间,方法具有较好的重现性。本方法以1050℃灼烧后的试样作为试料制备XRF分析样片,最大限度地降低了灼烧减量因素(空气中的水分和CO₂)对测定结果的影响,适用于白云石及其煅烧物中钙、镁、硅、铁、铝等组分的同时测定。     

格陵兰冰芯氧同位素显示近千年气候变化的多尺度分析

用经验模态分解(EMD)方法对格陵兰冰盖GISP2冰芯古气候代用指标δ~ (18) O 序列进行分解, 结果表明: 格陵兰近10 ka来气候变化总趋势出现历时约490 a的中世纪暖期和历时约570 a的小冰期, 其间还存在次级的冷暖期变化;气候波动具有3 a、 6.5 a、 12 a、 24 a、 49 a、 96 a、 213 a、 468 a准周期, 既有NESO的因素, 也受制于太阳活动周期的影响. 第7, 第8内在模函数(IMF7, IMF8)波动振幅以及总体趋势分量res在1350A.D.出现明显的转型, 表明1350A.D.为中世纪暖期和小冰期的分界.     

Pyrite Oxidation in Leaching Process of Radionuclides and Heavy Metals from Uranium Mill Tailings

Pyrite is a sensitive mineral in the geological environment,and its oxidation produces an important geochemical and environmental effect on the control of the redox and pH conditions.Column experiment results were used for modeling the geochemical processes in uranium mill tailings under leac-hing conditions.Oxidation of pyrite dominates the control of the tailings leaching process.The experi-mental and modeling results show that the leachate chemistry changes substantially with the decrease in pyrite consumption.In the initial stage of the leaching experiment,the pyrite is consumed several hun-dred times grater than that in the later stages,for much more oxygen is present in the tailings in the ini-tial stage.As the experiment continues,the tailings is gradually saturated with water and the oxygen concentration greatly decreases and so does pyrite consumption.The experimental and modeling results are useful for the design of mill tailing decommissioning:oxidation process and transport of radioactive nuclides and heavy metals can be constrained by controlling the oxygen concentration of tailings and the infiltration of meteoric water.     

碳酸盐岩风化壳岩-土界面风化作用机制——淋溶模拟实验的初步研究

碳酸盐岩风化壳通常呈现出清晰突变的岩-土界面,成为直接利用野外地质剖面的发育特征探索碳酸盐岩风化作用过程的障碍。本文选择贵州中部及湘西的4条典型碳酸盐岩原位风化壳的岩-土界面作为研究对象,模拟干热风化条件(即气候温暖或炎热、排水条件良好的风化状态),在24～29.5℃的环境温度下,利用饱和CO2水对各剖面岩粉层样柱开展了系统的淋溶实验研究(淋溶终点以碳酸盐完全溶蚀为标志)。通过对淋出液中主要造岩元素和淋溶残余物的动态取样分析,初步揭示了碳酸盐岩风化壳岩-土界面的风化作用机制。结果表明:①碳酸盐岩风化壳岩-土界面风化过程中,碳酸盐的溶蚀和酸不溶物的分解是同步进行的,在碳酸盐淋溶伊始,酸不溶物已表现出明显的风化倾向;②排水条件良好的风化环境下,由硅酸盐等酸不溶物组分分解溶出的盐基离子及Si等元素更易随风化溶液淋失,使得在风化残余物中难以形成蒙脱石、伊利石、高岭石等自生粘土矿物。酸不溶物相的其他造岩元素中,Ti和Al为惰性元素,Fe为弱迁移元素,Mn和P表现出明显的活性;③碳酸盐岩岩粉层的水-岩作用过程中,当碳酸盐含量对水-岩反应而言过量时,碳酸盐的溶蚀强度主要受岩粉层质地的制约。粒度粗,渗透性强,水-岩作用时间短,碳酸盐的溶蚀量低,反之亦然。而酸不溶物组分对于水-岩反应而言,在整个淋溶周期内都是不足的,其含量成为制约水-岩反应强度的主要因素。     

我国西南山区降雨侵蚀力时空变化趋势研究

降雨是我国西南山区土壤侵蚀的主要动力因素,降雨侵蚀力反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力,研究降雨侵蚀力的时空变化趋势对我国西南山区土壤侵蚀的监测、评估、预报和治理具有重要意义。利用1960—2009年129个气象站逐日降雨量资料,计算出西南山区各气象站逐年降雨侵蚀力。采用趋势系数、气候倾向率和克吕格插值等方法对西南山区降雨侵蚀力50年来的时空变化趋势进行了探讨。结果表明:西南山区降雨侵蚀力空间分布特征与年降水量的空间分布特征一致;西南山区西北部的青藏高原区域降雨侵蚀力年际变化明显,变差系数Cv一般高于0.40;西南山区大部地区降雨侵蚀力呈上升趋势,说明由降雨侵蚀力引起的土壤侵蚀风险在增加,但在成都平原附近降雨侵蚀力在明显下降;降雨侵蚀力变化趋势系数随海拔高度升高而不断增加,在海拔2 500 m以上地区尤为明显,西南山区西北部的高海拔地区海拔高度对降雨侵蚀力增加具有放大效应。     

黄河流域大气降水氢、氧稳定同位素时空特征及其环境意义

大气降水δ18O值的变化是一个蒸发和凝结的物理过程,与纬度、海拔、距海岸的距离、季节和降水量等因素有关,具有规律变化的特征。根据黄河流域上中下游地区取得的降水同位素数据和降水气象资料,分析了该区域降水中δ18O的时空变化特征。研究了流域上中下游降水中稳定同位素与温度和降水量的关系,揭示了流域降水中稳定同位素的变化规律。结果表明,流域上游和中下游降水中稳定同位素具有不同的季节变化特征,上游地区表现为夏季富集、冬季贫化,中游和下游则与之相反;在空间变化上,流域降水稳定同位素自上而下整体趋于逐渐贫化,波动明显,存在显著的极值区;黄河流域上、中下游具有不同的同位素过程,上游地区受海拔效应和内陆循环影响显著,而中下游则主要受季风系统和局地因素的影响。局地大气水线以及d与大气水汽压关系的分析表明,流域降水在从云层底部降落到地面的过程中,具有明显的二次蒸发现象,并伴随着同位素的分馏。     

铜钵庙-南屯组砂岩成岩作用与相对高孔隙带的关系——以海拉尔盆地乌尔逊凹陷南部为例

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南部铜钵庙-南屯组砂岩类型主要以岩屑长石砂岩为主,有少量长石砂岩和长石岩屑砂岩。成岩作用包括压实作用、胶结作用、交代作用、溶解作用等。孔隙度和渗透率随埋深的增加而逐渐减小,在1 500 m左右、1 850~2 050 m、2 300 m左右和2 600~2 800 m出现4个相对高孔隙带。造成相对高孔隙带出现的原因是原生孔隙保存和次生孔隙发育,压实作用、胶结作用较弱和自生粘土矿物包壳、自生石英微晶存在,有利于原生孔隙的保存;有机质热演化、粘土矿物转化过程中,次生孔隙形成。     

高寒草甸植被生产量年际变化及水分利用率状况

分析了海北地区高寒草甸植被2001-2011年11 a耗水量、 生物现存量、 净初级生产量、 水分利用率及其相关性, 结果表明: 植物生长期5-9月耗水量416.30 mm, 植被地上净初级生产量(ANPP)、 地下净初级生产量(BNPP)以及总的净初级生产量(NPP=ANPP+BNPP)分别为393.07 g·m^-2、 945.26 g·m^-2、 1 338.33 g·m^-2, BNPP与ANPP之比为2.404. 8月底植被现存生物量达3 422.92 g·m^-2, 其中地上和地下现存量分别为411.07 g·m^-2、 3 011.85 g·m^-2, BNPP与ANPP之比高达7.327, 说明植被现存量巨大, 归还土壤碳能力强. NPP与5-9月植被耗水量相关性很差, 但与5-9月平均气温具有显著的正相关关系, 表明高寒草甸地区水分条件可满足植物生长的基本需求, 而同期温度是影响NPP提高的重要因素. 11 a来BNPP、 ANPP和NPP平均水分利用率分别为0.958 g·m^-2·mm^-1、 2.326 g·m^-2·mm^-1和3.284 g·m^-2·mm^-1, 表明高寒草甸植被净初级生产具有较高的水分利用率.