敞开酸溶和偏硼酸锂碱熔ICP-MS法测定多金属矿中的稀土元素及铌钽锆铪

用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定地质样品中的稀土及难熔元素,混合酸敞开酸溶法和碱熔融法是两种主要的溶样方法。但地质样品组分复杂,元素之间存在相互共生的现象,对于特殊元素、特殊样品用传统酸溶法会造成部分元素消解不完全,使测定结果不准确;而碱熔法的操作过程繁琐,且溶液盐度高,易产生基体干扰和堵塞仪器进样系统。本文改进了传统四酸和五酸体系,采用氢氟酸-硝酸-硫酸敞开酸溶体系,用国家一级标准物质制作标准曲线测定15种稀土元素,方法准确度(ΔlgC)为0.001～0.027。同时改进了偏硼酸锂碱熔法,样品用偏硼酸锂碱熔提取,加入氢氧化钠调节溶液至碱性条件,所测元素与偏硼酸锂共沉淀后过滤分离熔剂,再用硝酸复溶测定15种稀土元素及铌钽锆铪。两种溶样方法的测定值与认定值的相对误差为1.09%～9.30%。将混合酸敞开酸溶法测定稀土元素、偏硼酸锂碱熔法测定铌钽锆铪的结果与其他实验室密闭酸溶法相比,两组数据的相对偏差为0.13%～15.32%。本实验表明,混合酸敞开酸溶法适用于测定地质样品中的稀土元素,偏硼酸锂碱熔法不仅适用于测定地质样品中的稀土元素及铌钽锆铪,也适用于测定如古老高压变质岩石及铝含量高的样品中的铌钽锆铪。     

地球物理探测技术在成都市浅表地质结构调查中的应用研究

【研究目的】 查明城市浅表地质结构特征,对于城市地下空间规划、开发区建设、地质灾害评价等有着重要的指导意义,而无损、抗干扰能力强的地球物理探测技术在提供城市地区地下地质信息方面可以发挥关键作用。【研究方法】 为了支撑成都市浅表的三维地质填图工作,本文应用11种新、老地球物理探测技术,开展了成都市浅表地质结构的探测研究。【研究结果】 研究结果表明：（1）地质雷达对于近地表的地层结构成像、建筑结构识别分辨率较高;（2）瞬态面波、混合源面波、三分量频率谐振法对50 m以浅的地质结构识别能力强,分辨率很高,但探测深度有限;（3）微动勘探法和高密度电阻率法对50 m以浅的地质结构分辨率较高,但深部分辨率一般;（4）等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力强,施工效率高,50 m以浅分辨率较高,50~200 m深度范围内分辨率一般,对膏岩泥岩有较好的识别能力;（5）半航空瞬变电磁可弥补了常规物探方法无法进入特殊场地施工的不足;（6）浅层地震勘探对于浅地表50～300 m深度范围内的砂泥岩互层的变化特征和断层结构特征效果较好,配合自然伽马曲线,可有效识别砂泥岩的岩性界面;（7）音频大地电磁可有效识别成都平原深大断裂的空间分布形态。【结论】 综合各种地球物理方法的优缺点,建立了成都市浅表地质结构的地球物理组合探测技术方案,以期能为今后的城市浅表地质结构调查提供参考。     

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。     

铜铅锌混合精矿的矿物学特征分析及分离效率探究

中国云南省有大量的铜铅锌多金属硫化矿资源,该类矿产资源的高效选矿分离是影响企业经济效益的主要问题之一.针对云南迪庆地区的硫化混合精矿,该混合精矿铜、铅、锌三种有价金属共存,分离难度较大,导致其产品难以销售或冶炼.本文采用化学分析、X射线衍射法和矿物解离度分析(MLA)等多种检测方法,对该混合精矿的主要元素含量、矿物组成...     

四川盆地侏罗系大安寨段湖相页岩油气基本特征及勘探方向

[研究目的]证实四川盆地中部地区大安寨段具备良好的页岩油气勘探潜力.[研究方法]本文通过岩心、薄片、扫描电镜、全岩X射线衍射、有机地球化学、三轴应力实验、核磁共振测试等方法分析了大一三亚段页岩油气形成条件及富集因素.[研究结果]结果表明:大一三亚段泥页岩具湖相混合层系、分布广、厚度大、储集空间类型多、物性条件较好、生烃...     

铜精矿化学成分分析实验室间比对结果评价和离群值原因分析

铜精矿成分分析是判定其品质的重要手段,尤其是主元素铜的分析.目前,测定铜精矿中铜含量的主要分析方法有碘量法、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、火焰原子吸收光谱法(FAAS)、X射线荧光光谱法(XRF)、电解重量法等.为确保检测标准量值统一、准确、可靠,本文组织开展了铜精矿中铜镁铅锌的测定实验室间比对活动.通...     

铌钽精矿标准物质研制

铌钽精矿标准物质在监控选冶样品分析的过程起到重要作用,在选厂及冶金系统有很大的需求,国内外的文献检索均未发现铌钽精矿标准物质的报道;而铌钽矿物的性质决定了铌钽精矿的粉碎粒度及均匀性对铌钽精矿标准物质的研制提出了更高的要求。本文阐述了4个铌钽精矿标准物质的研制过程,铌钽精矿采集于宜春及尼日利亚铌钽选厂,样品经气流粉碎和高铝球磨两次细碎及机械混匀后,随机抽取包装好的样品进行均匀性和稳定性检验及定值。采用电感耦合等离子体发射光谱法与质谱法(ICP-OES/MS)进行均匀性和稳定性检验,结果表明样品的均匀性和稳定性良好。采用多个实验室协同测试的定值方式,利用不同原理的分析方法对此样品的铌钽等12个元素进行定值,给出了各定值元素的认定值和不确定度。4个铌钽精矿标准物质Ta(Nb)_2O_5的含量为9. 89%、20. 55%、40. 79%、53. 69%,形成一个从粗精矿到精矿较为完整的含量体系,可以满足选冶试验各阶段流程样品分析对标准物质的需求。     

电感耦合等离子体串联质谱法分析凹凸棒黏土中的微量元素

凹凸棒黏土是具有层链状结构的含水富镁铝硅酸盐矿物,矿床成因不同导致凹凸棒黏土中微量元素的组成存在差异,其中Be、Cr、Ni、As、Cd、Sb、Hg、Pb会对健康和环境产生不利影响,而V、Mn、Co、Cu、Zn、Mo、Sn、Ba作为凹凸棒黏土的重要微量元素影响其性能和应用范围,因此,对凹凸棒黏土中微量元素进行精准分析可为...     

复垦土地样品中石油类物质加速溶剂萃取-荧光分光光度法分析方法研究

作为土地环境质量的一项重要指标,石油类物质含量决定了土地的用途.对于复垦土地样品,在一定程度上反映了污染土地的复垦、治理效果.土壤样中的石油类物质测定方法主要有气相色谱法、红外分光光度法、紫外光谱法等.气相色谱法主要应用于测定样品中的饱和烷烃;红外分光光度法通过测定不同波数下的特征吸收值来表征样品中石油类物质,但采用四...     

电感耦合等离子体发射光谱法应用于锑矿石化学物相分析

锑矿石化学物相分析涉及三个矿物相:锑华、辉锑矿和难溶锑酸盐,不同锑矿物相提取的溶剂不同、共存离子复杂、浓度梯度差别大,这些因素影响了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对锑化学物相的准确测定。本文以锑华、辉锑矿和锑酸盐的选择分离溶剂为研究对象,测试了盐酸、硝酸和硫酸钾-硝酸-硫酸不同介质对ICP-OES测定锑的影响。结果表明:同浓度的盐酸和硝酸介质对锑的测定没有影响,锑华和辉锑矿中锑含量的测定可使用同一标准溶液系列,盐酸或硝酸的浓度控制在15%～20%可避免锑的水解;混合酸介质(4g/L硫酸钾-15%硝酸-3%硫酸)对锑的测定有影响,可采用基体匹配方法解决,在测定锑酸盐相锑含量时,锑校准溶液的配制加入锑酸盐浸出剂相同量的混合酸。选择206.833nm谱线作为分析线,在优化的分析方法流程和测定参数条件下,锑华、辉锑矿和锑酸盐中锑的检出限分别为0.0006%、0.0012%和0.0021%;对不同浓度原生矿和氧化矿12次分析,测定值的相对标准偏差(n=12)为0.16%～5.76%,相态加和与全量的相对偏差绝对值为0.07%～7.38%。本方法精密度和准确度满足锑矿石化学物相分析的质量控制要求,解决了锑矿石化学物相快速准确的测量问题。     

环境介质中典型新型有机污染物分析技术研究进展

环境中持久性有机污染物(POPs)、药物及个人护理品(PPCPs)和消毒水副产物(DBPs)等新型有机污染物对生态环境和人体健康具有潜在威胁,研究其来源、检测方法、环境分布和迁移转化已经成为热点。新型有机污染物组成复杂,如短链氯化石蜡有7000多种同类物,采用传统分析手段无法实现分离,对这些物质的准确定性和定量面临挑战。近年来在新型有机污染物检测技术开发方面已取得较大进展:根据待测样品的性质可使用快速溶剂萃取、固相微萃取等多种提取方法,凝胶渗透色谱、多层复合层析柱和固相萃取柱是有效的净化手段,采用气相色谱-质谱或液相色谱-质谱实现了对指示性单体准确定性定量,检出限可达ng/g级。但对于环境影响较大的新型有机污染物如手性多氯联苯(PCBs),由于各手性PCBs单体之间在分离过程中发生峰共溢现象,需要应用专门的手性色谱柱进行分析,尚未建立可靠的检测方法。本文认为,一方面需要探索磁性固相基质分散萃取技术等高效的前处理技术对干扰物质进行有效分离;另一方面需要提高全二维气相/液相色谱、傅里叶变换质谱等色谱/质谱检测技术的识别性和灵敏度,开发出简便、标准化的定量方法。     

电感耦合等离子体串联质谱法测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素

电解二氧化锰废渣中的重金属元素在雨水淋滤下,通过地表径流对下游水生态系统及农业生态系统造成不同程度的环境污染和安全隐患,因此,准确测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量具有重要的现实意义。电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量通常很低,采用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法测定,检出限通常难以满足测定要求。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,消除复杂质谱干扰面临挑战。本文采用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量。电解二氧化锰废渣中6种重金属元素Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb经硫酸和硝酸混合酸浸出后直接采用ICP-MS/MS进行测定,利用串联质谱的O_2反应模式消除分析过程中Cr、Ni、As、Cd受到的质谱干扰,通过考察不同分析模式下~(52)Cr、~(60)Ni、~(75)As、~(111)Cd的背景等效浓度(BEC),评价质谱干扰对分析结果的影响。结果表明:在MS/MS模式下选择O_2为反应气,采用质量转移法和原位质量法可以消除~(52)Cr、~(60)Ni、~(75)As、~(111)Cd的所有质谱干扰。Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb检出限分别为3.06、9.31、3.50、2.72、2.03、1.89ng/L,加标回收率在95.6%～106.2%之间,相对标准偏差(RSD)≤3.9%。所建立的方法已应用于电解二氧化锰废渣浸出液中重金属元素的测定。     

渝东南地区下寒武统牛蹄塘组页岩孔径分布测试方法研究

低温氮气吸附法已普遍用于评价页岩的孔隙结构,但是文献中报道的脱气温度和脱气时间等测试条件不尽相同,此外测试结果中经常出现滞后环不闭合的情况,严重影响了孔径分布等结构参数测试的准确性。为了评价和探索有效的页岩孔径分布测试方法,本文选取渝科1井下寒武统牛蹄塘组黑色页岩,重点研究应用低温氮气吸附法分析其孔径分布的测试条件,系统探讨了样品质量、脱气温度、升温速率和脱气时间对测试结果的影响,通过进一步优化参数建立了可靠的孔径分布测试方法,并成功用于测定其他页岩样品。结果表明:吸附-脱附等温线呈反C型,属于Brunauer等提出的BDDT等温吸附曲线分类中的V型,滞后环完全闭合,属于IUPAC分类中的H4型,对应狭窄的狭缝型孔隙,说明此类页岩中除了含有峰值孔径主要集中在3.5~4.5 nm的中孔和一定数量的大孔外,还存在大量微孔。研究认为脱气温度是影响测试结果的主要因素。该研究是页岩孔径分布测试方法的一项补充,为我国页岩气的深入研究提供了关键参数支持。     

华北地区钼矿资源特征及成矿规律研究

[研究目的]钼(Mo)作为战略性矿产资源,查明华北地区钼矿资源,总结成矿规律,提出找矿方向,对研究区钼矿勘查部署具有重要意义.[研究方法]本文以研究区98处钼矿床(点)资料为基础,通过对钼矿资源禀赋、成矿特征、预测类型的梳理,系统剖析与总结对研究区钼矿床成矿时空规律、物质来源、控矿要素等,进而分析资源潜力,提出找矿方向...     

离子吸附型稀土监控样定值研究

离子吸附型稀土矿是中国极其重要、世界罕见的矿床类型,是中国的优势矿产资源。目前现有的稀土标样全部为稀土矿石成分分析标样,稀土元素以氧化物形式稳定存在,无法淋滤浸取,不能对离子吸附型稀土淋滤过程进行监控。为进一步满足离子吸附型稀土资源勘查和评价需要,本文按照导则《标准物质定值的通用原则及统计学原理》（JJF 1343—2012）,制备了三种岩性共9个离子吸附型稀土监控样。样品采自南岭地区典型富轻稀土（HREE）离子吸附型稀土风化壳,经干燥、球磨至200目后混合机混匀,以硫酸铵淋滤、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测试离子相稀土元素含量,检验样品均匀性,结果表明F值小于临界值F_{0.05（19,20）},样品均匀性良好。在两年内对样品进行4次稳定性检验,在95%置信度时│β₁│<t_0.05×s（β₁）,未发现明显不稳定变化,表明稳定性良好。由8家技术权威的实验室进行协作定值,经过统计计算给出各离子相稀土元素含量的加权平均值和扩展不确定度,定值结果涵盖除Sc以外的15种稀土元素。该系列监控样的研制能够为离子吸附型稀土矿产资源评价和有效利用等工作提供计量支撑。     

南阿尔金玉苏普阿勒克塔格花岗岩体成因及其对区域早古生代构造演化的启示

【研究目的】 玉苏普阿勒克塔格花岗岩体位于阿尔金造山带南部茫崖蛇绿混杂岩带内,主要由中粗粒似斑状黑云二长花岗岩及中细粒含斑黑云二长花岗岩组成。玉苏普阿勒克塔格岩体的形成时代、成因类型和岩浆物质来源尚不明确,制约了我们进一步认识该岩体形成的地球动力学背景以及南阿尔金造山带早古生代构造演化过程。【研究方法】 因此,本文对玉苏普阿勒克塔格岩体进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学、黑云母矿物化学及Hf同位素组成等方面的研究。【研究结果】 锆石U-Pb年代学研究结果表明该岩体中粗粒似斑状黑云二长花岗岩的锆石U-Pb加权平均年龄为451~447 Ma。结合前期工作获得该岩体中细粒含斑黑云二长花岗岩的年龄（430~423 Ma）,笔者认为玉苏普阿勒克塔格花岗岩体属于早古生代岩浆活动的产物。黑云母矿物化学研究结果表明,玉苏普阿勒克塔格岩体形成于温度较低压力较高环境。根据玉苏普阿勒克塔格岩体两期花岗岩的矿物组成、全岩地球化学特征及形成的物理化学环境,认为该岩体属于I型花岗岩。Hf同位素组成研究结果表明,玉苏普阿勒克塔格岩体两期花岗岩具有相似的Hf同位素组成,暗示它们具有相似的物质来源：源岩以新生地壳的部分熔融为主,在侵位过程中经历了部分古老地壳物质的混染。【结论】 综合玉苏普阿勒克塔格花岗岩体的形成时代、成因类型、物质来源,结合区域构造演化资料,本文认为玉苏普阿勒克塔格岩体形成于与南阿尔金洋北向俯冲有关的活动大陆边缘环境。     

利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中的生烃母质特征

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7油层组的黑色泥岩、油页岩等黑色生油岩薄片中的生烃母质,因黑色石油、沥青等黑色有机质的覆盖或不透明,导致其在偏光显微镜透射光系统下观察常局部或整体呈现为黑色。因此,建立一种黑色生油岩薄片中生烃母质有效观察的方法,对致密油、页岩油的生烃研究具有重要的理论和实际意义。本文提出了一种利用电子探针薄片和偏光显微镜的反射光系统观察黑色生油岩中生烃母质特征的方法。该方法能够克服黑色生油岩薄片中生烃母质因被黑色有机质覆盖或不透明,而在偏光显微镜的透射光系统下局部或整体呈黑色的弊端,能够对生烃母质的大小、形态、结构、分布和物质成分等特征进行整体且清晰的观察。实践表明,本文提出的利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中生烃母质特征的方法,简单有效,易在致密油、页岩油的生烃研究领域推广使用。     

On the Equivalence of the Cokriging and Kriging Systems

Simple cokriging of components of a p-dimensional second-order stationary random process is considered. Necessary and sufficient conditions under which simple cokriging is equivalent to simple kriging are given. Essentially this condition requires that it should be possible to express the cross-covariance at any lag series h using the cross-covariance at |h|=0 and the auto-covariance at lag series h. The mosaic model, multicolocated kriging and the linear model of coregionalization are examined in this context. A data analytic method to examine whether simple kriging of components of a multivariate random process is equivalent to its cokriging is given     

Rietveld全图拟合法定量分析伊利石矿的精确度及误差来源

伊利石是一种重要的矿产资源,准确获得矿石中矿物组成和含量具有重要的理论和实际意义.Rietveld全图拟合法采用整个衍射图进行分析,具有较高的准确度.然而由于缺少纯的伊利石样品,目前对于该方法在分析伊利石矿样的精确度和误差来源尚不清楚.本文采用Rietveld全图拟合法对人工配制和天然的伊利石典型矿样进行了分析和计算,...     

The potential for free and mixed convection in sedimentary basins

 Free thermal convection and mixed convection are considered as potential mechanisms for mass and heat transport in sedimentary basins. Mixed convection occurs when horizontal flows (forced convection) are superimposed on thermally driven flows. In cross section, mixed convection is characterized by convection cells that migrate laterally in the direction of forced convective flow. Two-dimensional finite-element simulations of variable-density groundwater flow and heat transport in a horizontal porous layer were performed to determine critical mean Rayleigh numbers for the onset of free convection, using both isothermal and semi-conductive boundaries. Additional simulations imposed a varying lateral fluid flux on the free-convection pattern. Results from these experiments indicate that forced convection becomes dominant, completely eliminating buoyancy-driven circulation, when the total forced-convection fluid flux exceeds the total flux possible due to free convection. Calculations of the thermal rock alteration index (RAI=q·∇T) delineate the patterns of potential diagenesis produced by fluid movement through temperature gradients. Free convection produces a distinct pattern of alternating positive and negative RAIs, whereas mixed convection produces a simpler layering of positive and negative values and in general less diagenetic alteration. Received, January 1999/Revised, June 1999/Accepted, July 1999