深穿透地球化学样品中铜活动态提取条件研究与初步应用

深穿透地球化学是通过提取地表土壤中深部隐伏矿发出的元素直接信息的找矿方法,元素活动态提取是应用最广的方法之一。但地表土壤中元素活动态含量信息微弱,活动态提取、元素分析的过程复杂,分析误差容易掩盖有效信息。目前的研究对提取过程条件缺乏有效的控制,方法标准化程度不高。本文研究了深穿透地球化学样品中活动态铜的提取条件,包括提取固液比、提取时间、提取液pH、固液分离方法、提取温度等,对提取过程进行优化,采用电感耦合等离子体质谱法测定铜的含量,方法检出限为0.03μg/g,精密度(RSD)为4.95%～7.39%。方法操作简单,精密度较好,应用于河南某隐伏铜多金属矿的探测,通过分析矿床的铜总量和活动态铜的含量,发现在矿床土壤中探测到了较为明显的与深部矿体成矿元素的活动态异常,探测结果所圈定的异常与实际矿(化)体相符。     

活动态提取-电感耦合等离子体质谱法测定栾川矿集区深穿透地球化学样品中铜铅锌钨钼

活动态提取技术是深穿透地球化学研究隐伏矿的有效手段之一,但在方法应用过程中发现单一的提取剂不能适用于所有元素和各种覆盖区,并且提取过程中温度、时间、酸度等条件对提取结果影响较大,可能掩盖有效的活动态信息。本文建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定多金属元素活动态提取液中铜、铅、锌、钨、钼的方法。通过试验确定了最佳提取条件为:固液比1∶10,提取时间24 h,提取液p H=7.0,提取温度25℃。各元素的方法检出限为0.006~0.021μg/g,精密度(RSD)为1.9%~6.6%。该方法应用于栾川矿集区西鱼库隐伏班岩钼(钨)矿床,探测到明显的W、Mo活动态异常,与隐伏矿体在地表投影位置相符。     

金活动态提取ICP-MS法测定王家坪金矿床深穿透地球化学样品中的金

金属活动态测量方法是寻找隐伏矿的有效手段之一，但在方法应用过程中发现不同地球化学景观条件下金元素的有效活动态类型不尽相同，并且提取过程中固液比、温度、时间等条件会对活动态提取数据产生较大影响。为了探讨金元素活动态选择性提取及方法在秦岭地区的指示效果等问题，本文利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析技术对秦岭地区王家坪金矿床金元素活动态提取的不同实验条件及不同粒级样品进行对比研究，确定了针对金元素水提取态、黏土吸附态、有机结合态和铁锰氧化物结合态的最佳提取条件为：固液比1：5，提取时间24h，提取温度35℃，采样粒级为-80目。金元素四个相态的方法检出限分别为：水提取态0.03ng/g，黏土吸附态0.03ng/g，有机结合态0.04ng/g，铁锰氧化物结合态0.05ng/g，精密度（RSD）为7.25%～9.02%。该方法应用于王家坪金矿床23线，经分析金元素各形态平均含量为：水提取态0.19×10^-9，黏土吸附态0.30×10^-9，有机结合态11.16×10^-9，铁锰氧化物结合态0.20×10^-9，其中有机结合态为矿区土壤中金元素赋存的主要活动相态，金的有机结合态异常与隐伏金矿体位置一致。     

聚氨酯泡塑吸附-电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中的微量铊

样品用HNO3-HCIO4-HF湿法消解,通过聚氨酯泡塑吸附,利用电感耦合等离子体质谱测定地球化学样品中的铊。通过实验确定了仪器最佳操作条件,同时选用铼作为内标元素,有效地监控和校正仪器信号的长期漂移,降低了基体效应的干扰。方法线性范围为0～2μg/mL,检出限为0.003μg/g,精密度(RSD,n=11)为2.50%～4.98%。该方法通过国家一级标准物质的验证,结果准确、可靠。     

蒸馏分离-电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中痕量钌和锇

建立了蒸馏分离-电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中痕量钌和锇的分析方法。进行了蒸馏温度和时间、氧化剂、吸收液等条件的选择,消除了等离子体质谱法测定钌和锇的干扰。样品用过氧化钠熔融,酸化后以高锰酸钾-过硫酸钾-氯化钠作为同时蒸馏钌和锇的氧化剂,采用20 mL 50 g/L水合肼溶液同时吸收从混合物中分离出来的痕量钌和锇,用电感耦合等离子体质谱法测定。方法的检出限Ru为0.020 ng/g,Os为0.015 ng/g;方法加标回收率Ru为94.0%~102.7%,Os为96.0%~102.4%;精密度为4.72%~9.58%(n=12)。方法经国家一级标准物质验证,钌和锇的测定结果与标准值相符。     

元素活动态提取条件和分析方法的应用研究

元素活动态分析作为深穿透地球化学的新方法,得到了广泛的应用。实验对水提取态、黏土吸附态、有机结合态和铁锰氧化物结合态四种元素活动态的提取条件进行了系统研究,分别考察了提取时间、液固比、离心转速、提取液放置时间对提取效果的影响,确定了元素活动态的最佳提取条件:提取时间为24h,液固比为10:1,离心转速4000rpm;提取液采用新型的高分辨率等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定,该仪器具有强大的动态线性范围(10^-12～10¹²)和高灵敏度,使可同时测定的元素拓展至50余种,可以大大提高工作效率。对HR-ICPMS的主要工作条件:辅助气流量、样品气流量和采样深度等利用响应面法进行了优化。本法将传统的过滤法改为离心法,避免了滤纸或穿滤引入的误差;将新型的高分辨率等离子体质谱法(HR-ICP-MS)应用到提取液的测定,提升了多元素同时分析能力,大大提高工作效率,同时也降低了该方法的检出限,改善了测定结果的精密度。依据实验结果,建立了HR-ICP-MS对四种元素活动态的分析方法,分别得到了四种活动态中各元素的方法检出限和方法精密度,水提取态、黏土...     

高分辨率等离子体质谱测定水提取相中59个元素的应用研究

金属活动态测量法是寻找隐伏矿的深穿透地球化学方法之一,目前有关金属活动态测量的应用研究较多,但对于活动态的提取和相态(包括水提取相)分析测定方法研究较少。传统的原子吸收光谱法只能测定单元素,而电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)最多同时测定水提取相中5个元素(Cr、Cu、Zn、Cd、Pb),已不能满足当前化探任务中金属活动态测量的需要。本文建立了高分辨率电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS)测定水提取相中59个元素的方法。通过试验,确定了59个元素的最佳提取条件为:提取时间24 h,提取温度35℃,液固比15∶1,固液分离方法为离心分离。方法精密度(RSD,n=12)为3.11%~38.1%,其中RSD大于20%的数据只占全部试验结果的28.4%,表明该方法较为准确可靠,方法检出限满足元素活动态的分析要求。运用HR-ICP-MS测定水提取相中元素的方法,不仅增加了测定元素的数量,也降低了检出限,提高了精密度,可以为勘查地球化学研究提供更为全面的信息。     

金活动态提取剂提取-电感耦合等离子体质谱法测定深穿透地球化学样品中的金

金的地球化学勘查基于金的准确测定,地球化学样品中金含量通常处于ng/g水平,需先进行分离富集,再采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)或石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)进行测定。当前,隐伏矿床勘查是地球化学探测技术的发展前沿,金活动态提取技术是寻找隐伏金矿的有效手段之一。相比于全量分析,金的活动态含量更低,需要解决选择性提取、高效预富集与准确测定等一系列难题。本文采用柠檬酸铵与土壤中黏土矿物及次生矿物作用促使吸附和可交换组分的金进入提取液,以硫脲和硫代硫酸钠络合金使活动态金向提取液中扩散,达到选择性提取的目的,建立了提取液中金的预富集及ICP-MS测定方法。实验确定的分析条件为:采用5g/L柠檬酸铵-2g/L硫脲-5g/L硫代硫酸钠为提取剂,提取时间24h,在酸性硫脲介质下用活性炭富集金,金吸附率可达89.6%～109.2%,灰化解吸温度为650～700℃。本方法检出限为0.05ng/g,相对标准偏差(RSD)为9.4%～10.2%,加标回收率为91.2%～93.4%。与已报道的硫酸铁-硫脲-硫代硫酸钠溶液提取再GFAAS测定的方法相比,本方法具有检出限低、测试线性范围宽、测试速度快的优势;应用于森林覆盖区黑龙江东安金矿区地球化学探测试验,金活动态异常与隐伏金矿位置一致。     

高压密闭消解技术在土壤有效态样品前处理中的应用

土壤样品经有机酸浸提后,浸提出的溶液中存在大量有机酸及有机质,如未进行破坏处理,进入电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进样系统后容易堵塞雾化器、中心管、矩管等,或有颗粒黏附于中心管壁和矩管壁上,造成测定结果精密度和准确度差、空白高等问题,进而影响土壤有效态的综合评价。本文将土壤样品用有机酸(DTPA、草酸-草酸铵、柠檬酸等)浸提后,过滤或离心,吸取上清液加入高压密闭消解罐中,经电热板上处理,再加2mL浓硝酸,于180℃烘箱中保温至少3h,采用ICP-OES测定有效态元素铜锌铁锰镉铅镍铬钼硅的含量。本方法采用高压密闭消解技术处理土壤样品,各元素测定结果的相对标准偏差(RSD)为2.5%～5.9%,相对误差为-2.1%～5.2%,回收率为90.1%～103.2%,方法检出限为0.32μg/kg～0.038mg/kg;而采用以往高温炉中灼烧法、硝酸-高氯酸(硫酸)敞开消解法等技术手段,回收率为89.2%～100.5%,方法检出限为0.50μg/kg～0.050mg/kg,两者相比,本方法的测定结果稳定、空白低,分析周期短,适合批量样品的连续分析。     

金属活动态测量在冲积平原覆盖区隐伏矿的试验研究——以安徽无为龙潭头硫铁矿为例

随着出露区矿产资源的日益枯竭,覆盖区已逐渐成为矿产勘查的重点。传统化探方法难以在覆盖区发挥作用,而金属活动态测量法可以提取与深部隐伏矿体有关的矿化信息。该方法在冲积平原覆盖区还缺乏相关研究。以安徽无为龙潭头隐伏硫铁矿为例,开展土壤全量和金属活动态测量的试验研究。结果显示:土壤全量测量在隐伏矿体上方无异常显示。金属活动态测量中,Cu和S元素的水溶态,Fe元素的铁锰氧化物态和吸附态均呈现出高异常值,异常衬度达到2及以上。其中S元素的水溶态异常最明显,含量峰值达14.8×10^-9,背景值为4.81×10^-9,异常衬度3.08。其次,Cu元素的有机态和S元素的铁锰氧化物态呈现较高异常,异常衬度1.5以上。金属活动态测量提取的异常均位于隐伏矿体上方,且与赋矿主断裂空间关系密切。本次试验研究表明,金属活动态测量可以有效提取与龙潭头隐伏矿床有关的地球化学异常,该方法在冲积平原覆盖区应当有着较好的应用前景,但仍需要更进一步地研究,以建立相应的方法技术流程与标准。     

高钙碳酸盐地质样品中铜镍的测定

用电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体发射光谱法测定高钙碳酸盐样品中的铜和镍。通过试验分析了高钙碳酸盐样品中钙对铜、镍测定的影响,并确定其影响因子,提出两套检测高钙碳酸盐样品中铜、镍的方案。方法经国家标准物质验证,测定值与标准值相符;相对标准偏差(RSD,n=10)两元素均小于2%。     

等离子体质谱法测定玄武岩中微量元素三种样品预处理方法的比较

在测定玄武岩的微量元素时,为了保证得到的微量元素结果反映源区特征,需经预处理去除玄武岩的孔洞中充填的碳酸盐等物质。选取雷州半岛新生代玄武岩三个样品,每一个样品用三种预处理方法进行预处理,等离子体质谱法测定其中的微量元素。分析结果表明,用稀硝酸浸泡样品,会导致玄武岩中大多数微量元素严重丢失,得到的数据失真;而用稀盐酸浸泡去除碳酸盐的方法基本不改变玄武岩中微量元素的含量。     

Pressurised Extraction Using Dilute Ammonia: A Simple Method for Determination of Iodine in Soil, Sediment and Biological Samples by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

A simple sample treatment method for the accurate and precise determination of iodine in soil, sediment and biological samples by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) is described. Iodine in samples was extracted in screw top PTFE-lined stainless steel bombs using a 10% v/v ammonia solution at 185 C for 18 hours (overnight), after which the extract was introduced into the ICP-MS for direct measurement. ¹²⁶Te was employed as the internal standard to compensate for matrix effects and instrument drift. The limit of detection (LOD, three times the standard deviation of the procedural blank solution, expressed as the concentration in the sample solution) was 0.003 ng ml-^-1. The limit of quantitation (LOQ, ten times the standard deviation of the procedural blank solution, expressed as the concentration in the solid samples, dilution factor DF = 100) was 0.01 μg g-^-1 (dry mass). The accuracy and precision of the method were demonstrated by analysing different Chinese geological certified reference materials (soils, stream sediments and a hair sample). The measured concentrations were in a good agreement with the certified values indicating that bias in the method was not significant. The precision (n = 10) for different concentrations ranged from 1.82% to 4.32% RSD. Comparison of the ammonia extraction procedure with a "sintering" method indicated that there was no significant difference in results obtained with the two methods for geological soil and stream sediment samples. However, for biological samples, such as hair, kelp, tea etc., the results obtained by the sintering method were far below those of the ammonia extraction method. The ammonia extraction has advantages, as it is simpler than the "sintering" method, and has a lower procedural blank, better detection limits and reproducibility. Due to the simplicity of the method, a high rate of sample throughput is possible.     

三酸分步消解-电感耦合等离子体质谱法测定土壤详查样品中23种金属元素

土壤详查样品具有数量大、基质复杂、有机质含量高的特点,传统上采用多种混合酸体系的消解方法,不仅会造成有机质消解不完全,消解后的溶液中常有黑色的碳质存在,而且样品消解后只用稀硝酸提取,一些难溶氧化物、硫酸盐、氟化物难以形成可溶性盐,致使提取不彻底,若用逆王水提取则易大量引入氯离子造成氯的多原子离子质谱干扰。本文针对上述问题,充分利用硝酸、氢氟酸、高氯酸的不同特性,采用电热板控温,三酸分步加入法消解土壤样品,对于消解后的样品,采用硝酸-盐酸（体积比20：1）作为提取剂,有效降低了氯的多原子离子质谱干扰且提取彻底。结果表明：本方法能够消解土壤中有机质和硅酸盐组分,具有试剂用量少、氯的质谱干扰小、操作流程简单、工作效率高等优点,方法检出限（3s）更低（0.0008~0.90mg/kg）。将该方法应用于暗棕壤、石灰岩土壤、黄棕壤国家标准物质中23种元素的测定,其测定结果明显优于传统的消解方法,相对标准偏差（RSD,n=6）为0.022%~5.83%,相对误差为-8.33%~9.17%,测定时与认定值相符。该方法具有较高的适用性和可靠性。     

电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中稀散元素铬镓铟碲铊

采用电感耦合等离子体质谱技术,研究了地质样品中稀散元素铬、镓、铟、碲、铊含量的质谱分析方法。研究确定了最佳测定酸度、干扰元素的校正方法,结果令人满意。方法检出限为0.001 3~0.063μg/g,精密度(RSD,n=11)为2.00%~4.87%,优于其他方法,具有较好的灵敏度。方法快速、简便,结果准确,可用于地质样品中稀散元素铬、镓、铟、碲、铊含量的分析,适用于批量样品的快速测定。     

氧气反应模式-电感耦合等离子体串联质谱法测定土壤中的镉

应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析土壤中的镉元素时,锆的氢氧化物、钼的氧化物、锡的同位素会对镉造成严重的干扰,导致准确测定土壤中镉的难度较大。本文采用电感耦合等离子体串接质谱法(ICP-MS/MS),选取无同质异位素干扰的111Cd为分析谱线,在MS/MS模式下碰撞反应池中通入的氧气可以与94Zr16O1H+、95Mo16O+进行电子转移、去氢、加氧等反应,抑制这些多原子离子对111Cd的重叠干扰。结果表明：氧气流量越大,去除多原子离子的效果越好,当氧气流量在0.45mL/min时,溶液中2000μg/L以下的锆、1000μg/L以下的钼在111Cd处形成的多原子重叠干扰小于0.005μg/L。实验在石墨消解仪中采用氢氟酸-硝酸-高氯酸消解样品,盐酸复溶,溶液定容稀释至1000倍测定,方法检出限(3δ)达到0.003μg/g;本方法经过国家土壤一级标准物质验证,11个国家土壤一级标准物质的测量值和认定值的相对误差在±7%以内,3个国家土壤一级标准物质的精密度(RSD,n=12)小于5%。本方法可以作为土壤样品中痕量镉元素的分析方法。