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。     

短脉冲激光在实验室天体物理方面的研究进展

随着啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification,CPA)的飞速发展,激光功率密度实现了飞跃式的提升,利用短脉冲激光开展实验室天体物理研究的条件日趋成熟。短脉冲激光与靶相互作用可以产生相对论粒子(正负电子、质子、中子等)和高能电磁辐射(X射线、γ射线),这些粒子和辐射的产生过程与天体中的某些物理现象相对应。介绍了利用短脉冲激光开展实验室天体物理的研究进展,重点介绍了核天体物理、空心离子光谱学、相对论无碰撞冲击波以及等离子体状态诊断等。     

基于VAP卫星的等离子体层顶电子密度波动统计分析

基于范艾伦辐射带探测卫星的观测数据(2012年9月至2015年11月),收集了584个等离子体层顶密度波动事件,研究了这些事件分布随磁地方时、磁壳值以及地磁活动的变化关系,并使用快速傅里叶变换分析了全部事件平均功率谱.统计结果表明,等离子体层顶密度波动事件主要发生在磁地方时黄昏扇区,其分布与磁地方时和地磁活动具有明显的相关性.等离子体层顶密度波动在1～100mHz区间内具有接近-5/3的功率谱斜率,表明存在二维磁流体动力学湍流.本文统计结果将有助于进一步深入理解等离子体层顶密度波动在内磁层中能量传输的具体作用,并且将促进对等离子体层顶波动的激发、增强与传播过程的进一步研究.     

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。     

四川雪宝顶W-Sn-Be矿床中矿物化学组成及矿床成因

雪宝顶矿床位于四川省的松潘甘孜造山带中,以出产大颗粒含W-Sn-Be-F-P的矿物而闻名,前人对该矿床已经开展了大量的研究,但缺乏对粗粒矿物的主次痕量元素研究。本次研究采用X射线荧光光谱(XRF)、电子探针(EMPA)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术对矿床中各矿物的主次痕量元素进行测试分析。结果显示,雪宝顶矿床中的绿柱石、白钨矿、锡石、白云母、萤石、磷灰石、电气石,除富含W、Sn、Be、Na、K、Ca等主要成矿元素外,还富集Li、Rb、Cs等碱金属元素和F、B、P等挥发份。其中,雪宝顶绿柱石中富含Li(3484~4243μg/g)、Rb(39.3~71.1μg/g)、Cs(2955~3526μg/g);白云母中Li、Rb和Cs元素含量分别高达4243μg/g、72.3μg/g和3526μg/g;磷灰石中除主量元素P外,F(4.48%~5.21%)含量相对较高;电气石中的B含量高达30990~32880μg/g。雪宝顶矿床中的花岗岩岩体W、Sn、Be、Li、Rb、Cs、F、B、P等元素相对富集,但CaO含量(0.46%~0.82%)相对较低。其中Li、F、B、P等元素对成矿元素在成矿流体内的富集起到了极大的促进作用。矿区内大理岩是一种富Ca的方解石大理岩,为成矿提供了大量的Ca元素,有利于粗粒矿物的大规模沉淀。因此,粗粒矿物中的W、Sn、Be、Li、Rb、Cs、F、B、P等元素主要来源于原始岩浆流体,大理岩地层为粗粒矿物提供了大量的Ca元素。     

小体积液液萃取气相色谱-质谱法测定地下水中的克百威与3-羟基克百威

克百威和3-羟基克百威是一对典型的农药母体及其代谢产物,由于其水溶性高、毒性大,可通过地表水或地下水进行长距离迁移,对人类健康和环境安全造成危害。以往通常采用液相萃取或固相萃取的方式提取样品中的克百威和3-羟基克百威,但这些方法操作繁琐、耗时较长,不利于室内模拟实验中多组样品的检测。为实现克百威与3-羟基克百威在地下水中的快速定量,本文建立了一种小体积液液萃取的前处理方法进行提取,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)进行检测,对影响克百威和3-羟基克百威萃取效率的因素进行了研究。通过实验对比不同萃取剂、不同pH、不同离子强度条件下克百威与3-羟基克百威的回收率,优化了前处理条件。结果表明,选择二氯甲烷作为萃取剂且用量为1mL,调节水样pH=5,氯化钠用量为40g/L时克百威和3-羟基克百威的回收率最高,分别为75.1%～98.6%、55.0%～66.3%。性能评价结果显示,方法精密度和方法准确度满足测试要求(相对标准偏差10%,n=5),克百威和3-羟基克百威的方法检出限分别为15.3μg/L、10.2μg/L。该方法操作简便、快速、消耗溶剂少,与传统的液液萃取法相比,本方法耗时约为前者的1/8,消耗溶剂量约比前者小2个数量级,能够满足室内模拟实验需求。     

气相色谱-三重四极杆质谱法测定地下水中44种有机物污染物

地下水中有机氯、多环芳烃、邻苯二甲酸酯等半挥发性有机污染物对生态环境和人体健康带来潜在威胁,开发高效、准确、快速的检测方法具有现实意义。通过液液萃取、固相萃取等方式将水中有机污染物分类萃取,利用气相色谱、气相色谱-质谱、液相色谱-质谱等方法测定,不能在满足低检出限的同时测定多种类别有机污染物。本文建立了一种改进的QuECHERS方法,即在水样中加入少量有机溶剂振荡后直接取有机相,无需净化,利用灵敏度更高的气相色谱-三重四极杆质谱仪多反应监测模式(MRM)进行定性、内标法定量,实现了44种有机污染物的同时测定。实验优化了质谱条件,对比了不同溶剂的提取效果以及传统方法和QuECHERS的优缺点。结果表明:44种有机物在1～200μg/L范围内线性关系良好,各有机物的检出限和回收率均满足要求。本方法具有前处理简单、检出限低、邻苯二甲酸酯类本底低、多类有机物同时测定等优点,可应用于地下水中痕量有机物的测定和评估。     

“混合溶剂分解电感耦合等离子体光谱仪分析重晶石的方法”获国家发明专利

2021年3月,由自然资源部中国地质调查局国家地质实验测试中心赵文博、马生凤、孙红宾、张保科、许俊玉研发的“混合溶剂分解电感耦合等离子体光谱仪分析重晶石的方法”获国家发明专利授权,专利号ZL 201910983117.9。重晶石是重要的稀土矿伴生矿物,属于不可再生资源,是中国的优势出口矿产品之一。     

电感耦合等离子体质谱-X射线衍射法研究云南玉溪和美国内华达地区黏土型锂资源矿物学特征

中国云南玉溪和美国内华达均已发现大量黏土型锂资源,目前关于两地区样品矿物学特征的研究相对不足,而对黏土型锂资源进行充分的矿物学特征研究是锂提取工作开展的重要前提。本文采用X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、X射线粉晶衍射、扫描电镜等分析技术,从化学组成、矿物组成、微观形貌等角度对云南玉溪的两个黏土型锂资源样品(YM-1和YM-2)和美国内华达的两个黏土型锂资源样品(Ame-1和Ame-2)进行对比分析。结果表明:玉溪地区和内华达地区样品的锂含量均高于1000μg/g,具有一定的开发利用价值,但这两个地区的黏土型锂资源样品在主要化学成分、矿物组成、微观形貌和锂赋存状态四个方面均存在较大差异。具体来说,(1)主要化学成分差异:玉溪地区样品的主要化学成分为SiO_2和Al_2O_3(硅、铝氧化物总量超过80%),而内华达地区样品的主要化学成分为SiO_2(60.39%)或CaO(42.30%)。(2)矿物组成差异:玉溪地区样品的主要矿物为高岭石和蒙脱石,而内华达地区样品的主要矿物为石英、绿脱石、斯皂石或方解石。(3)微观形貌差异:玉溪地区样品是由表面平坦、边缘圆滑且大小相对均一的片层状结构堆叠而成,而内华达地区样品主要表现为大小不一的块状矿物聚集体。(4)锂赋存状态差异:玉溪地区样品中的锂主要赋存于蒙脱石中,而内华达地区样品中的锂主要赋存于蒙皂石族矿物中。本研究结果基本明确了云南玉溪地区和美国内华达地区黏土型锂资源的矿物学特征,可为这两个地区黏土型锂资源后期的开发利用提供科学依据。     

微波等离子体原子发射光谱法测定偏远矿区海泡石中的主微量元素

海泡石是具有层状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物,其中无机元素含量是揭示其成矿物质来源、成矿流体性质和矿床成因的重要依据,通常采用电感耦合等离子体发射光谱/质谱法(ICP-OES/MS)进行测定,等离子体(ICP)的高温激发会产生成大量谱线干扰,维持ICP稳定工作需使用高纯氩气,持续供气对于偏远矿区海泡石的检测还将面对气体采购和运输不便的问题。本文基于微波等离子体原子发射光谱(MP-AES)的低温激发技术减少光谱干扰,建立了准确测定偏远矿区海泡石中主量元素Mg、Al、Ca、Fe、K、Na和微量元素Cu、Zn、Mn、Pb含量的分析方法。利用硝酸-盐酸-氢氟酸混合酸对海泡石进行微波消解,避免了样品处理过程中分析元素的损失,加快了样品处理速度,同时提高了样品溶液的稳定性。通过选择各元素光谱线的分析波长,并利用快速线性干扰校正(FLIC)技术校正光谱干扰,以Lu为内标元素校正基体效应,提高了灵敏度和准确度。各元素的检出限为0.19～14.6μg/L。海泡石国家标准物质(GBW07138)各元素测定值与认定值的相对误差在-5.0%～6.7%之间。本方法具有检出限低、线性范围宽、结果准确等优点;MP-AES采用自带的氮气发生器为等离子体提供氮气作为工作气,无需引入复杂气体,提高了分析效率,尤其适用于气体采购和运输不便的偏远矿区。