镓同位素平衡分馏参数的理论预测

镓(Ga)在地壳中的含量在所有元素中占第16位,在地壳中平均丰度为19×10-6,储量要远远大于Cu,Ag,Zn等金属。尽管镓具有相对比较大的丰度,但就目前发现表明并没有镓的独立矿床,是典型的分散元素。以往关于镓的矿床学和矿床地球化学研究主要是作为其它矿床的伴生组分进行的。镓有两种稳定同位素:69 Ga,71     

滇东北火德红铅锌矿床铊超常富集的发现及其意义

稀散元素也称分散元素, 是指在地壳中丰度很低(多为10-9级)、且在岩石中极为分散的元素, 包括镉(Cd)、锗(Ge)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)等八种元素(涂光炽等, 2003).铊(Tl)是一种典型稀散元素, 也是一种剧毒元素.铊的地壳丰度为0.45×10-6(温汉捷等,...     

量子化学计算研究稳定同位素的分馏与扩散——以Li同位素在橄榄石中扩散为例

<正>Li是自然界最轻的金属元素,它的稳定同位素6L(i天然丰度约7.5%)和7L(i天然丰度约92.5%)两个同位素是自然界相对质量差异最大的金属元素。地球上不同的岩石储库具有不同的Li同位素组成。作为一种快速发展的新兴非传统稳定同位素地球化学方法,Li同位素地球化学示踪研究已经广泛应用于地球科学的各个领域,用来推断地球上矿物的演化过程。     

赫姆洛矿床中特征性同位素成分的黄铁矿可望成为鉴别太古宙地质体中该类型金矿化的一种手段

前言稳定同位素在找矿方面的运用与常规的地球化学找矿方法不同,因为后者是要测定由矿化作用扩散的痕量元素的绝对丰度。而稳定同位素研究则是测定矿化过程中扩散的某一元素同位素相对丰度的变化。所包含的同位素一般只涉及常量元素,而不是痕量元素的同位素。     

准确标定硫同位素绝对比值,修订硫的原子量——矿产资源研究所和同位素地质开放实验室作出重要贡献

元素的原子量是十分重要的物理和化学基本参数 ,准确的原子量数据不但在科学上有重要意义 ,而且在技术、计量和商业方面有重要意义。因此准确测定元素的原子量一直是物理和化学工作者的一项重要任务。对于只含一个同位素 (核素 )的元素来说 ,同位素的质量即是元素的原子量。测准了该同位素的质量 ,就得到了元素的准确原子量。对含两种以上同位素 (核素 )的元素而言 ,情况就有所不同。这时 ,元素的原子量为各同位素质量的加权平均值。为得到元素的准确原子量 ,不但需要准确知道它的每一种同位素的质量 ,而且需要准确知道它的各种同位素的丰度…     

现代地球化学的进展与趋向(下)

2.较稳定同位素地球化学“H、C、O、S等元素同位素相对丰度在自然界受物理、化学和生物作用发生明显的分馏.分馏作用的方向和程度受环境物理化学条件控制,在平衡条件下,根据地质体两相之间的同位素丰度可以定量计算成岩成矿作用的温度等参数.因此,稳定同位素是地质作用的示踪剂,是地质环境的指示剂.     

丁悌平研究员当选“同位素丰度与原子量委员会(CIAAW)”新一届主席

“国际纯粹与应用化学联合会”(IUPAC)和“同位素丰度与原子量委员会”(CIAAW )于 2 0 0 3年 8月在加拿大渥太华召开了第 4 2届大会和工作会议。“同位素丰度与原子量委员会”选举了新一届主席和秘书 ,增选了委员。矿产资源所丁悌平研究员当选新一届主席 ,这是首次亚洲国家科学家担任该委员会领导职务。原子量是十分重要的物理和化学基本参数 ,精确原子量的测定和同位素绝对比值测量密不可分。为得到元素的准确原子量 ,不但需要准确知道它的每一种同位素的质量 ,而且需要准确知道它的各种同位素的丰度。丁悌平研究员对硫原子量的修订做…     

MC-ICP-MS高精度V同位素分析方法

<正>钒是一个重要的过渡金属元素,由于其在自然界存在很多价态,且在地球的各个圈层广泛分布,因此钒元素的丰度变化被广泛用来研究和氧化还原反应相关的地球化学过程。钒有两个稳定同位素50V(0.24%)和51V(99.76%),根据同位素分馏的基本理论,不同价态的同种元素由于键强存在较大差异,同位素之间会产生较大分馏。因此,考虑到钒元素的多价态特性,钒同位素在自然界中应当存在很大分馏,且钒同位素的变化有可能为我们认识自然提供更多的信息。然而目前文献中的测量方法更适用于钒含量比较高的样     

硫同位素地质介绍

硫同位素地质研究工作开始于四十年代末期,第一批研究成果于1949年分别由H·G·舍德、J·麦克纳马拉、C·B·柯林斯在加拿大和A·B·特洛菲莫夫在苏联发表.硫同位素地质研究工作虽然开始较晚,但二十多年来发展迅速,目前研究的完善程度、应用范围以及投入的研究力量等方面,都超过了较早开始研究的氧、碳、氢等元素而与铅成为稳定同位素地质研究中最重要的两个元素.自然硫有四种同位素,它们的丰度分别为:S~(32)-95.O%, S~(33)-O.74%,S~(34)-4.2%, S~(36)-O.014%.S~(33)、S~(36)含量少,其丰度变化难于测定,所以在同位素地质工作中以S~(32)/S~(34)比值代     

硼同位素分析方法研究进展

硼具有两种稳定同位素10B和11B,其在自然界的丰度分别是19.90%和80.10%。自然界硼同位素组成变化很大, δ11B变化可达90‰以上(－30‰～＋60‰)。硼同位素的分析精度优于0.2‰,因此被广泛应用于多种地质过程的示踪研究。近年来,硼元素的提取、分离纯化和仪器测定技术均取得了可喜的进展,分析精度不断提高,为硼同位素地球化学研究奠定了良好的基础。本文从样品分解、化学分离和仪器测定等方面对硼同位素分析测试方法进行了归纳总结。     

固相萃取低硼环境样品硼同位素分离和测定

<正>硼的原子序数为5,原子量为10.811,在自然界有两种稳定的同位素:11B和10B,丰度分别为:80.22%和19.78%(IUPAC,1991)。硼是自然界同位素相对质量差最大的元素之一。由于两种同位素之间存在着较大的质量差异,加上硼易溶于水,具有活泼的化学性质,因此在不同的地质环境下,其在各种地质过程中产生较大的同位素分馏,变化范围从-70‰到+75‰。这样,硼同位素作为一种灵敏的示踪剂成功     

强亲铁元素高温地球化学与天体化学及研究进展

强亲铁元素(HSE)包括铂族元素(PGE):Os、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd)及Re、Au,它们对金属与硫化物相具有强烈的亲和性,这种独特性质使其成为高温地球化学与天体化学研究中的优秀示踪剂。此外,强亲铁元素内含两种长半衰期(¹⁸⁷Re-¹⁸⁷Os,t_1/2=41.6 Ga;¹⁹⁰Pt-¹⁸⁶Os,t_1/2=469 Ga)和一种短半衰期(¹⁰⁷Pd-¹⁰⁷Ag,t_1/2=6.5 Ma)放射性同位素衰变体系,可以用作地球与天体演化的时钟。在地幔部分熔融或分离结晶期间,PPGE(Rh、Pd、Pt)与Re、Au倾向于进入熔体相,IPGE(Os、Ir、Ru)则更多保留在残余固相。因此,通过地幔包体、地幔构造岩、镁铁质与超镁铁质火山岩的HSE丰度与Os同位素可约束地幔组成和相应的岩浆过程,以及制约地球早期演化过程。随着分析技术的改进,HSE与Re-Pt-Os同位素在行星增生与分异、核幔相互作用、壳幔分异、洋陆转换、克拉通形成与破坏、岩石圈俯冲再循环以及Ni-Cu-PGE矿床成因等方面均显示了巨大的应用潜力。     

Zn同位素平衡分馏系数的理论计算

<正>1研究背景锌是自然界中普遍存在的过渡元素之一,是一种非常重要的成矿元素。含锌的主要矿物有闪锌矿和菱锌矿,锌同位素在矿床学上有极其重要的应用价值。随着质谱仪分析技术的进步,研究结果显示,在自然界当中存在较大的锌稳定同位素分馏;因此,对锌稳定同位素的研究会在成矿作用的示踪、环境污染以及生物演化方面具有极大的应用潜力。锌主要有五种稳定同位素,质量数分别为64、66、67、68、和70,对应的平均地球化学丰度依次为48.63%,27.90%,4.10%,18.75%和0.62%。很早之前已经有研究者对自然界样     

“镓”值连城

<正>2023年7月3日,商务部、海关总署在官网发布公告称,将于2023年8月1日起正式对镓、锗相关物项实施出口管制。镓和锗是什么金属?它们有“何德何能”受到国家如此重视?今天先一起聊一下镓这一元素。1镓的发现镓是化学历史上第一个先被理论预言,后在自然界中被发现的化学元素。故事是这样的,法国化学家德布瓦博德兰(De Boisbaudran)在用光谱分析法分析元素时,发现铝和铟等硼族元素的谱线呈现相同的排列方式,     

电感耦合等离子体质谱法精确测定地质样品中的微量元素镓

应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对地质样品中微量元素镓进行测试分析时,存在两方面问题:一是不同消解方法各有不足,密闭式消解不能批量处理样品,而敞开式消解过程繁杂;二是质谱测试时需要选择⁶⁹Ga还是⁷¹Ga,确定扣除哪些干扰和相应的扣除系数,这些因素使地质样品中镓元素的测试精度不高。本文基于一般地质样品中有机质含量低的特点,针对ICP-MS分析方法提出:①使用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸四种酸混合消解样品,采用半密闭式酸分解法,通过调整加热温度、用酸量、用酸比等加快反应进程,少量的有机质在强酸加热消解时能够反应完全,而不必要进行灰化处理;②采用丰度为39.9%的⁷¹Ga进行测试,使用经验系数0.005,利用⁵⁵Mn¹⁸O对⁷¹Ga位置扣除⁵⁵Mn¹⁶O的干扰。方法精密度在3%以内,方法检出限为0.06 μg/g。本方法简化了样品消解过程,并可批量处理样品,降低了分析成本,在准确测定镓元素的同时还能理想地测定其他微量元素和稀土元素。     

广西晚二叠世典型聚煤盆地中锂、镓丰度及富集因素

针对广西晚二叠世聚煤盆地中锂、镓元素地球化学异常问题,选取扶绥和贤按两个典型晚二叠世煤田,通过系统取样测试,研究煤系中锂、镓丰度,并结合成矿地质背景,分析煤中锂、镓的富集控制因素。结果表明:研究区锂和镓均有一定的工业前景,扶绥煤田锂和镓的平均丰度分别为83.5 μg/g和30.8 μg/g;贤按煤田锂、镓丰度分别为199.1 μg/g和33.4 μg/g。锂主要富集于合山组底部K₁煤层、炭质泥岩及铝土岩段,而镓在合山组底部各岩性中的丰度并无明显差异。云开古陆及周边中酸性火山岩是锂、镓物质的基础来源,合山组底部高铝沉积岩系可能是合山组K₁煤层中锂、镓的直接物源。镓元素在各岩体之间的迁移比较活跃,其物源区的含量水平起主导作用,而锂元素的富集除了受控于物源外,沉积环境及后期地质作用的影响更为明显。研究成果为广西煤系中锂、镓资源的勘查预测及其综合利用提供科学依据。      

镓的部分溶解富集-电感耦合等离子体发射光谱法测定高纯氧化铕中非稀土杂质

基于液态金属镓为球形,其表面具有等电位的特性,且利用EθGa3+/Ga(-0.56V)、EθEu3+/Eu(-2.407V)与EθMen+/Me(>-0.56V)之间Eθ的不同,提出一种借助镓的部分溶解富集高纯Eu2O3中标准电位比镓更正的杂质元素(如Cu、Pb、Fe、Co、Ni等)的方法,然后用电感耦合等离子体发射光谱法测定。方法用于实际样品分析,结果与等离子体质谱法相符,6次测定的相对标准偏差为0.4%～3.3%,加标回收实验的回收率为92%～106%。     

天然气中非碳氢化合物的稳定同位素地球化学

<正> 从天然气的勘探实践和有关天然气成因的地球化学研究来看。天然气中的非碳氢化合物的组成对解释天然气成因、迁移和蚀变过程的机理十分有益。自然界中稳定同位素丰度的变更主要是由于放射性衰变和质量分馏作用造成的。近年来,非碳氢化合物的稳定同位素丰度数据丰富了天然气本身的地球化学资料。现将天然气中的稀有气体、CO_2,N_2,硫化物和H_2O 的同位素地球化学特征简述如下。Ⅱ稀有气体稀有气体的同位素丰度随放射性衰变和其他物理过程而变更。稀有气体~3He/~4He 值     

湘西发现镓超常富集铅锌矿床

分布于扬子地块东南缘的湘西铅锌成矿区是中国重要的铅锌生产基地,累计探明铅锌资源量超过2000万t.近年来,随着区内多个大型-超大型铅锌矿床相继被发现,其成矿特征和找矿工作也受到地质工作者的关注.唐家寨矿床是分布于湘西洛塔矿田中的一个大型铅锌矿床,文章通过电子探针(EPMA)和激光剥蚀等离子质谱(LA-ICPMS)发现唐家寨矿床闪锌矿中显著富集关键金属元素镓(Ga),2种方法获得平均w(Ga)分别为1320×10-6和928×10-6,其富集程度之高全球罕见.另外,结合LA-ICPMS Mapping分析发现,唐家寨矿床中的Ga元素主要与Cu元素一起耦合替代Zn元素进入闪锌矿晶格之中.上述这些发现表明,唐家寨铅锌矿床及其外围具有巨大的镓等战略性关键金属资源的找矿潜力.     

中国科学院地球化学研究所建立高精度镓同位素分析方法

正镓具有独特的地球化学性质和重要的经济价值,可用来模拟自然界中单一同位素元素铝的地球化学性质,结合铝来模拟海洋、河流、风化过程中痕量元素的地球化学行为,也可与硼共同表征陆生和海生的环境变化。镓还几乎存在于所有植物中,并表现出生物选择性。此外,单质镓被广泛应用于电子、航空、导弹工业等高科技领域,因此,供不应求的镓需求量迫切地需要探索除铝土矿、闪锌矿外的其它资源,或