钇稳定氧化锆传感器在地学实验中的应用

在地球科学实验中,氧逸度、氢逸度是反映待测体系的氧化还原状态和制约体系发展过程的重要参数。本文阐述了钇稳定氧化锆（YSZ）的导电机理和不同稳定剂（Y2O3）掺杂量对性质的影响,并列举了实验地球化学中利用YSZ传感器测定体系氧逸度、氢逸度及pH值的方法。与已有的其他氧/氢逸度测量方法相比较,YSZ传感器在实验中有耐高温、高压、抗腐蚀性强、响应快、原位测定特性好等诸多优点。最后指出了YSZ在应用于实验过程中的存在问题。随着陶瓷制作技术、微机械加工技术和微电子技术的发展,YSZ在地学实验中的应用将更加多样化和具有针对性。     

电致化学发光法测定痕量钴

本在自制的电经学发光仪上，对钴（II）离子催化鲁米诺的电致化学发光进行了研究。在KCl-KOH介质中，当施加正负矩形脉冲于Pt电极上时，可使鲁米诺碱性水溶液产生发光，痕量Co(II)可催化该体系发光，借此对痕量Co(II)进行测定，在所拟定的实验条件下，钴量在2．0×10^-10-1.0×10^-8g/ml范围内与光强度有良好的线性关系，该方法装置，操作简单，发光峰形好，灵敏度高，选择性较好，本还对该本系的电致化学发光的机理进行了探讨。     

钨—桑色素络合物极谱催化波的研究

在H2SO4，NaCl介质中，钨—桑色素络合物能产生一灵敏的催化波．峰电位为-1．16V(vs．SCE)，W(Ⅵ)浓度在1．7×10^-10～3．4×10^-7mol/L范围内与峰电流呈线性关系。检测限8．5×10^-11mol/L。电化学实验结果表明该波为氢催化波。可用于痕量钨的测定．     

研究金属—有机配合物的实验方法

有各种各样的实验方法已被用来测定金属－配合物的化学计量常数和稳定常数。溶解度法为测定在有地球化学意义的条件下各种各样的金属－有机配位体体系的化学类型和热力学数据提供了一种重要方法。氢电极电位测量法已被证明是一种获得高温下金属－有机配合物的稳定常数的最精确方法。在选择研究特写的金属－有机配合物体系的适当方法时，必须考虑以下几个方面：所期望的信息类型，配合物的化学计量和强度，温度，氧化态，溶解度测定过     

氢质子弛豫过程

论述了原子核系统磁化强度的的弛豫原理,分析了含水地层中氢质子磁化强度的弛豫过程,推导出磁化强度的布洛赫方程,从而给出接受线圈中感应电动势的衰减规律,通过计算得到磁化强度各分量随时间的衰减过程以及感应电动势的衰减曲线,分析了纵向弛豫和横向弛豫时间常数与磁化强度各分量和感应电动势的关系。     

NK8310螯合树脂分离富集地质样品中痕量金银铂钯及其测定

研究了硫脲螯合树脂（NK8310）分类富集地质样品中痕量Au、Ag、Pt和Pd的实验条件。在φ=10％的王水介质中,[AuCI4]^-、[AgCI2]^-、[PtCI6]^2-和[PdCI4]^2-定量吸附于树脂上并与大量贱金属分离;用5g/L硫脲－0.12mol/L HCI溶液洗脱Au、Ag、Pt和Pd,回收率为97％－104％。用硫镍矿管理样以及国家一级标准物质进行分析验证,分析结果与推荐值及标准值吻合,表明NK8310螯合树脂适用于地质样品中Au、Ag、Pt和Pd的分离富集。     

热液体系氢、氧同位素分馏机制及其地质意义

探讨了热液体系氢、氧同位素地球化学行为及其与水/岩交换同位素分馏的内在关系。有效W/R值是除温度条件外,另一控制蚀变岩石和热液水氢、氧同位素组成变化的因素。此外还根据数个矿区成矿热液水和蚀变岩石氢、氧同位素组成及变化特征对水/岩交换和W/R值的应用及地质意义展开讨论。最后提出热液体系中大气降水和岩浆热液水氢、氧同位素组成演化模式简图。     

基于热转换元素分析同位素比质谱法研究水样中有机物对氢稳定同位素比值的影响

在研究水文水资源方面,水中氢稳定同位素比值(δ~2H)是一项重要的检测参数,它的变化规律可以用于识别和量化水分来源、揭示水循环演化过程及形成机理,因此促进了水中δ~2H检测技术的发展。热转换元素分析同位素比质谱法(TC/EA-IRMS)测定氢稳定同位素具有高效、准确的特点,适合检测含有机物的水样。本文以乙醇为例,利用TC/EA-IRMS检测方法,探究水样中有机物含量对δ~2H值的影响。通过配制不同体积比的乙醇-水溶液,测定溶液的δ~2H值,建立了乙醇体积比与δ~2H值的线性方程,相关系数(R~2)可达0.9996,说明水样中有机物会使δ~2H值产生线性变化,随着有机物含量增加,水样测定的δ~2H值逐渐向有机物的δ~2H值方向偏移。利用该线性关系在已知有机物δ~2H值和体积比的条件下,可以对样品中H_2O的δ~2H值进行修正。以乙醇实验为例,其修正结果与真值的相对误差为1.7%,通过修正可以得到真实水样中水分子的δ~2H值,有助于准确掌握水循环的状态和规律。同时,利用有机物与δ~2H值的线性关系也可以对有机物进行溯源,在模拟溯源乙醇的实验中其溯源的δ~2H值与真值相对误差仅为0.4%,说明该线性关系在有机物溯源方面具有良好的应用前景。     

岩石化探样品中溴的气相色谱法测定

气相色谱法测定谷物、水中的溴已有报道，地质样品中微量溴的气相色谱法测定国内尚未见到报道。本对岩石化探样品中溴的气相色谱测定，重点研究了氯离子的干扰及消除。在本实验条件下，方法检出限(3S)为0．11×10^-6，溴含量在0．3～O．8×10^-6时相对标准偏差均≤17％，本法测定了GSD和GSS标样中的溴，误差RE<±17％。     

二维气相色谱法测定流体包裹体中气相成分

建立了双柱、双检测器串联的二维气相色谱测定流体包裹体中气相成分H2、O2、N2、CO、CH4、CO2、H2O、C2H2、C2H6、C3H8的方法。方法经济、易行，灵敏度和精密度高，检出限在10^-4～10^-6（x，摩尔分数），精密度（RSD）小于7％。所获得真实水量与同一缩分样的液相成分离子色谱测定结果相结合，可以得到包裹体溶液中的离子浓度。目前已应用于流体包裹体样品分析，分析结果符合地质研究的要求。     

高温高压和不同氧逸度条件下斜方辉石电导率的实验研究

在1．0～4．0GPa和1073～1423K及不同的氧分压条件下，借助YJ-3000t紧装式六面顶高压设备和Sarltron-1260阻抗／增益-相位分析仪，就位测定了斜方辉石的电导率。氧逸度控制由Ni＋NiO、Fe＋Fe3O4、Fe＋FeO和Mo＋MoO2四种固态氧缓冲剂完成的。实验结果表明：①在所选择的频率范围内（10^-1～10^6Hz），复阻抗对频率有很强的依赖性;②随着温度（T）升高，电导率（σ）增大，logσ与1／T之间符合Arrenhius关系；     

锑及金锑矿化形成的物理化学条件

采用溶解度法确定了锑的硫氢络合物形成常数，获得了这些络合物形成常数的温度关系方程式。首次系统测定了锑及金锑化脉石矿物流体包裹体中硫化物硫、锑和金沈度，阐明了金锑共同迁移条件下，锑在金迁移和沉淀过程中所起的作用。     

造成锑和金—锑矿化的物理化学条件

利用溶解度测定了锑的硫氢配合物的形成常数，并获得了这些配合物的形成常数的温度关系方程式。首次进行了锑和金－锑矿化脉石矿物流体包裹体中硫化物的硫，锑和金浓度的系统测定。阐明了在金－锑共同迁移的条件下锑矿金在迁移和沉淀过程中所起的作用。     

浙江陈蔡群变质岩系的氢、氧、碳及锶稳定同位素研究

本文应用稳定同位素地球化学方法，对陈蔡群中变质矿物或岩石做了氢、氧、碳及锶同位素组成测定，从而探讨了变质岩的形成温度、变质水的性质和原岩的沉积环境等问题。     

25～75℃酸性NaCl溶液中方铅矿的溶解动力学

在25～75℃、pH=0.43～2.45的1mol/LNaCl溶液中进行了方铅矿的溶解动力学实验。发现在远平衡条件下,方铅矿的溶解速率r与氢离子活度犤H+犦呈线性关系,溶解速率方程(速率定律)为:r=k犤H+犦,即对H+而言,溶解反应为一级。其中速率常数k为2.344×10-7mol/m2·s(25℃)、1.380×10-6mol/m2·s(50℃)、7.079×10-6mol/m2·s(75℃)。溶解反应的活化能为43.54kJ/mol,方铅矿的溶解机理为表面化学反应,速率决定步骤为表面配合物的离解。     

金刚石中的氢及其在金刚石高温高压合成中的意义

氢在金刚石中往往以一定的化学态形式存在,不同类型的金刚石中氢会以不同的电荷状态进行迁移与扩散,也可以与其他杂质元素N、B、P等作用,形成(N,H)、(B,H)、(P,H)对;为高温高压合成金刚石的物质体系中引入氢,有利于提高高温高压合成金刚石的产量、粒度及品级,也将为模拟天然金刚石的形成与探讨地球深部的动力学过程提供科学线索。     

关于间接测定碘的分析方法研究

用硝基苯萃取[Cd（Phen）3]^2＋I2^-离子对,再用盐酸反萃取,利用氢化物发生-原子荧光光谱法测定镉的含量,从而间接测定碘。实验在pH=5．2的NaAc-HAc缓冲体系下进行,优化了还原剂KBH;中邻菲罗啉的浓度,镉溶液用量,萃取剂硝基苯的用量,反萃取盐酸的酸度,并制备碘的标准曲线,其线性相关系数R2≥0．9942,线性范围0～10ng／mL,精密度为8．5％,检出限0．80ng／mL,利用标准曲线测出水样中碘的浓度为17．78ng／mL,结果令人满意。实验表明,开发原子荧光光谱间接分析方法,使其能够准确测量更多种类的元素,有着十分积极的意义,同时也能够促进该方法得到更广范的应用。     

云南老王寨金矿田金的迁移形式和富集机理探讨

通过测定成矿过程不同阶段形成的包裹体温度、压力及成分，在了解成矿热液的成矿过程中温度、压力及其组分变化的基础上，将实验地球化学与热力学方法相结合，研究了金矿田成矿热液在成矿过程中的物理化学条件、迁移形式及金沉淀富集的地球化学机理。研究结果表明，金在热液中主要以AuCl4^-、AuS^-、Au（HS）2^-、AuAsS3^2-、AuSbS3^2-的形式迁移，并在物理化学条件t、p、pH、fα2、fs2降低的情况下富集。     

针铁矿-四方纤铁矿-水体系氧同位素分馏的实验研究

针铁矿是非常重要的三价铁氧化物之一,其氧同位素组成对于古环境再造具有很大的价值。以4种不同的铁化合物作为Fe3+离子的源物质,于30～120℃范围内,采用强迫水解方法,在不同同位素组成的水中分别实验合成针铁矿和四方纤铁矿。结果表明,以Fe(NO3)3·9H2O、NH4Fe(SO4)2·12H2O、Fe(SO4)3·7H2O为Fe3+源物质合成的是纯针铁矿,而以FeCl3·6H2O为Fe3+源物质合成的是四方纤铁矿。氧同位素分析显示,在30～120℃范围内实验测定的针铁矿-水体系和四方纤铁矿-水体系氧同位素分馏几乎不可区分,并且满足下列分馏关系:103lnα针铁矿-水=9.59×103/T-26.39103lnα四方纤铁矿-水=8.85×103/T-24.44实验测定的针铁矿-水体系氧同位素分馏不仅与前人实验结果一致,而且与增量方法理论计算相近。由于实验采用不同反应途径得到了一致的分馏结果,因此所测定的针铁矿-水体系氧同位素分馏代表了热力学平衡。     

水环境硝酸盐氮污染研究新方法——15N和18O相关法

最近40年，硝酸盐已成为一个共同的地下水污染物。使用CaO定量地除云CO2和H2O的新的焊封管燃烧法分析了NO3^-中的氮同位素比值。应用AgNO3 C的新的焊封管燃烧法进行了NO3^-中氧同位素分析。安阳和林县饮用水中广泛的NO3^-N污染大大超过饮用标准是一个主要问题。食管癌的死亡率与饮用水中NO3^-、NO2^-、NH4^ 和亚硝胺过剩的含量成正比。δ（^15N)和δ（^18O)研究资料指出，在这个地区饮用水中的NO3^-主要来自农家肥和化肥。地下水NO3^-的δ(^18O)明确地指出，在这个地区不存在有意义的反硝化作用发生。相反，由NH4^ 到NO3^-的需氧硝化作用可导致NO3^-中的氧1／3来自空气，2／3来自水。