关键金属元素分析测试技术方法应用进展

以稀有、稀散、稀土、铂族元素为主体的战略性关键金属矿产资源,在新材料、新能源和信息技术等新兴产业中发挥着越来越关键的作用。随着我国关键矿产资源地质调查的不断深入,关键金属元素以其赋存基体复杂、不同矿物含量差异大、化学性质不稳定等特点对分析测试技术提出了新的挑战。本文根据化学组成不同,对关键金属元素主要赋存基体进行了分类,主要分为硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、磷酸盐、氧化物、硫化物、卤化物等。对于不同的基体岩石矿物,通常采用酸溶法(硝酸-氢氟酸组合、王水)或碱熔法等传统溶样方法进行化学消解。评述了当前关键金属元素测试常用的电子探针、电感耦合等离子体质谱、电感耦合等离子体发射光谱、X射线荧光光谱等仪器的特点及应用,总结了关键金属元素分析过程中出现的样品难溶解、回收率不完全、测试过程氧化物和同质异位素干扰、样品和标准基体不一致等常见问题,并提出了相应的解决方案。微区原位分析凭借其高效率、低成本、高空间分辨率的优势,以及野外现场分析凭借其简单快速、贴近野外工作的特点是关键金属元素测试技术发展的主要趋势。     

大试管回流消解-等离子体发射光谱／质谱法测定植物样品中多元素

采用大试管和红外加热的多孔控温消解炉的简单装置消解植物样品，电感耦合等离子体发射光谱／质谱法测定其中的主量和痕量元素，对消解温度、消解时间、消解溶剂、样品取样量等条件进行考察。用植物国家一级标准物质进行前处理及测定，验证方法的可行性，测定值与标准值基本吻合。方法不仅能同时测定B、Ba、Ca、Cd、Cu、K、Mg、Mn、Na、Ni、P、S、Zn、CoSr、Pb、Cr等元素，还适用于Hg、As挥发性元素的消解测定。方法的精密度（RSD，n=10）≤10％。     

BP模型双样本训练方法

根据气象预报应用情况，分析ＢＰ模型训练人工神经元网络中存在的问题，并提出双样本训练方案。试验表明，采用双样本训练的网络，实际预报能力较高。     

辽东地区水系样品中铬尖晶石特征

铬尖晶石以在风化过程中稳定性高,分布广等特征作为寻找金刚石的重要指示矿物已在找矿中取得了较满意的结果。根据普查找矿中的水系重砂样品所获取的大量铬尖晶石的分布特征、晶体形态、化学成分,以及辽宁已知金伯利岩中铬尖晶石的物理化学特征,将水系重砂中铬尖晶石与金伯利岩中铬尖晶石进行对比。研究表明,辽东北部、中部地区的铬尖晶石基本上不是来自有价值的金伯利岩,而南部地区的铬尖晶石许多是来自有价值的金伯利岩。     

改进的最优窗宽理论对年径流量的插值预测研究——以黄河利津等站为例

针对小样本数据造成年径流量预测效果不理想的情况,以及非对称和非正态资料的处理问题,引入信息扩散和模糊映射思想,同时运用遗传算法改进最优窗宽理论,建立了新的扩散插值模型。该模型通过对零散数据点的信息进行模糊扩散,进而实现对有限数据点信息向其邻近区域点的概率插值。选取黄河利津站为例,根据其近70 a(1942—2011年)径流量实测数据,进行了缺损数据的插值和预测试验,同时与正态扩散插值模型进行对比分析,结果表明:1)预测值能较好地模拟实际径流序列的波形变化,对丰水年(如2007年)和枯水年(如2009年)的预报都比较准确;2)中长期预报(10a)平均相对误差仅为11.59%,相较传统方法有较大的改进;3)以黄河流域2个站点(花园口和兰州)和长江流域的3个站点(朱沱、宜昌和大通)年径流量预测试验以及海温资料的插值试验作为补充,验证了该算法的有效性和普适性。该模型可为实际水文数据资料的客观分析和中长期预报提供参考。     

电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中锗和镉的干扰及校正

采用HF-HClO₄-HNO₃分解样品,8 mol/L HNO₃提取剂,外标法校准,电感耦合等离子体质谱法同时测定地球化学样品中锗和镉。选择¹⁰³Rh为内标,确定了最佳仪器参数,研究了Zn、Zr、Sn、Ce、Nd、Sm对Ge和Cd的干扰,试验选择质量数⁷⁴Ge和¹¹⁴Cd作为测定同位素,采用数学公式校正法校正了来自Nd和Sm的二次电离离子对Ge的干扰、Sn对Cd的同质异位素干扰。方法检出限（10s）分别为Ge 30 ng/L、Cd 15 ng/L,精密度（RSD,n=15）为Ge 1.35%、Cd 1.47%。对多种国家一级标准物质进行分析验证,结果与标准值相符。方法适用于地质样品中微量锗和镉的测定。     

关于检出限的定义及分类的探讨

从国际国内标准关于检出限的规定出发,探讨了检出限的定义及缺陷,针对地质实验测试工作特点,将检出限细分为仪器检出限、方法检出限和样品检出限,并提出了具体的确定方法。     

Quantifying sample bias in clast fabric measurements

Sampling elongate clasts that protrude from a planar face for clast macro‐fabric analysis introduces a bias into reconstructed fabrics because clasts aligned perpendicular to the sampling face are over‐represented relative to those aligned parallel to the face. This study develops a probability‐based mathematical analysis to quantify sample bias for a variety of clast shapes and population fabrics, including isotropic, clustered and girdled fabric styles. Bias is expressed in terms of sample eigenvalues and eigenvectors relative to those of the parent population. Results indicate that sampling always has the effect of artificially drawing fabrics towards perpendicularity to the sampling face relative to the populations from which they are drawn. This rotation generally has the effect of artificially strengthening population fabrics, by up to 30% in the case of very weakly clustered or girdled populations. However, fabric strengthening is by no means universal and sampling alters different parent populations in different, sometimes complex, ways: the analysis in this paper identifies situations where sampling can strengthen or weaken parent fabrics, where it can rotate parent fabrics (by up to 90° in the case of a very weak population fabric), and where it can even change the style of a population fabric. For example, near‐isotropic population fabrics can appear clustered; weakly clustered and weakly girdled population fabrics can appear isotropic; weakly clustered population fabrics can appear weakly girdled; and girdled population fabrics can appear clustered. Overall, this analysis indicates that weakly orientated population fabrics are most susceptible to bias. Thus, a weakly clustered population fabric aligned parallel to a sample face is particularly susceptible to major sample bias in both fabric strength (artificially overestimated) and orientation (artificially rotated perpendicular to the face). Bias can be reduced either by sampling all the clasts from a cube‐shaped block of sediment excavated from the face, or by sampling equal numbers of clasts from the three orthogonal faces of the same sedimentary unit.     

祁连山地震带两次中强地震前的加卸载响应比异常

研究了祁连山地震带两次中强地震前的加卸载响应比异常特征，讨论了基于天然地震序列的样本条件对加卸载响应比计算结果的影响，提出处理序列中4．0级以上地震的新方法。