雪宝顶白钨矿的谱学特征及主微量元素分析

白钨矿是一种稀有宝石,具粒状、块状构造,颜色为白-浅黄色,油脂光泽,荧光性明显。四川平武雪宝顶白钨矿矿床为围岩蚀变较弱的脉状热液巨晶宝石级矿床,产出白钨矿颜色饱和度较高,具完美晶型且色泽纯正,与绿柱石、锡石和白云母共生。该研究选取雪宝顶近无色-橘黄色调白钨矿为研究对象,使用X射线粉晶衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析仪、紫外-可见分光光度计、激光拉曼光谱仪、电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)的综合分析,结合矿物学、谱学与主微量元素特征,确定近无色-橘黄色调白钨矿的矿物成分、晶体结构、特征鉴别谱带、致色离子以及主微量、稀土等化学组分含量,探讨白钨矿稀土元素含量与颜色成因关系,为雪宝顶近无色-橘黄色调白钨矿提供诊断性鉴别依据。研究结果表明,白钨矿结晶程度较好,化学成分均匀,无明显间断,矿物成分含量相对集中,共生矿物多为白云母和伊利石。样品具典型的白钨矿红外特征峰440、809和870 cm^(-1)及与Ca_(2+)有关的448 cm^(-1)特征峰,谱峰显示色调越深者吸收度越高;拉曼特征峰909 cm^(-1)和Ca—O晶格振动峰207 cm^(-1),随色调加深强度加深;紫外吸收峰表现为橙黄区强吸收,尖峰在383、570、584和804 nm附近,近无色调者仅具383 nm尖峰,黄色调较浅者近紫外区Fe^(3+)吸收度较低,黄色调较深者蓝紫区Fe^(3+)强吸收且其橘黄色调由Nd^(3+)所致;白钨矿化学组分WO_(3)和CaO质量比接近甚至超过理想值,近无色者含量相对集中;微量元素中Fe元素与色调呈正相关,黄色调越深者,含量越高;稀土总量变化范围大,轻稀土更为富集,具明显的Eu负异常,Ce异常不明显。浅黄色调受微量元素Si、Fe元素及Fe^(3+)的d—d电子跃迁影响,黄色调受微量元素Mn、Fe元素及Fe^(3+)的电子跃迁所致,橘黄色调受稀土Nd和Sm元素影响较大。

贺兰山地区晚三叠世沉积主微量元素物源分析及方法探讨

通过系统总结贺兰山地区晚三叠世的物源研究成果,结合研究区周缘地质概况、上三叠统延长组地层厚度变化和主微量元素分析,对延长组物源时空演化进行了综合研究,认为贺兰山地区晚三叠世延长组早期(T3y1-T3y2)物源主要来自西北部、西部和南部,晚期(T3y3-T3y5)物源主要来自西北部、西部、南部和东部。在物源综合研究的基础上,对现今主微量元素常用的物源分析方法做了对比分析,认为主量元素/UCC、碎屑岩主量元素源区岩性函数判别图、微量元素/UCC,La/Th与Hf判别图、Co/Th与La/Sc判别图、Th/Sc与Zr/Sc判别图以及Th/U与Th判别图在物源分析过程中均有较好效果,总体判别结果比较接近,但也存在一些差异。岩性判别、CIA指数、Eu异常、Rb/Sr判别分析对反映不同性质母岩有很好的效果,可以推广并作为判断物源复杂程度的重要参考手段。文章详细阐述了几种物源分析方法的优势与问题,得出了一些新的认识和见解,对完善物源分析手段提供了一定的参考。

一次溶矿多仪器联合测定铀矿地质样品中目标元素、伴生元素和主微量元素

为实现铀矿地质样品中的目标元素、伴生元素和主微量元素的一次溶矿、多仪器联合测定,样品采用逆王水预消解、四酸常压消解溶矿、低温蒸干和逆王水提取;消解得到的试样原液经ICP-OES测定主量元素,原液稀释后经ICP-MS测定目标元素(U、Th)、伴生元素(Mo、V、Ga、Ge、Re)和微量元素,原液经酸化和加入铁盐溶液后经AFS测定伴生元素Se;通过优化各仪器的测定条件和采取恰当的干扰消除方法,各元素得到准确测定。经试验测定,各元素的线性相关系数大于0.999,主量元素检出限为0.001%~0.03%,其他元素检出限为0.005~0.6μg/g;经国家标准物质验证,各元素的相对误差为−11.3%~12.1%,相对标准偏差(n=12)为2.1%~7.0%。文章中的研究方法实现了一次溶矿、多仪器联合测定的目的,测试结果满足地质矿产实验室测试质量规范的要求。

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。

熔融制样—X射线荧光光谱测定页岩中主微量元素

采用熔融片法制样,建立了波长色散X射线荧光光谱测定页岩样品中SiO_2、Al_2O_3、TFe_2O_3、CaO、MgO、K_2O、Na_2O、P、Mn、S、Ti、Cu、Zn、Ni、Cr、Sr、V、Ba、Nb、Y、Zr等21个主微量元素的方法。本法采用无水四硼酸锂和无水偏硼酸锂混合溶剂熔融制样,以页岩、石灰石、白云石、土壤以及岩石国家一级标准物质作为校准样品,使用理论α系数和经验系数相结合的方法校正基体效应。该方法的准确度、精密度达到了传统分析化学方法的要求,分析结果与化学方法基本一致。

碳酸盐岩常用主微量元素、同位素分析测试结果差异性探讨:基于川中下寒武统龙王庙组实例研究

碳酸盐岩研究中存在多种微量元素、同位素测试方法,为进一步探究各测试手段实际获取地化信息之间是否存在差异?能否进行比对?以川中下寒武统龙王庙组碳酸盐岩样品为例,通过对比研究中常用的主微量元素测试(电子探针[EPMA]、激光剥蚀—等离子质谱[LA-ICP-MS]、溶液法微量[ICP-OES])、氧同位素测定(原位离子探针[in-situ SIMS]、酸溶粉末)结果,揭示讨论各测试结果的差异性,旨在为降低地化信息的多解性提供经验依据。研究发现:(1)各测试手段(EPMA、LA-ICP-MS、ICP-OES)之间的差异性客观存在,但测试结果偏差整体随着所测元素实际浓度的增高而降低。对于主量元素(>10%)各测试结果偏差小于2%;富集元素(>1000μg/g)各测试结果处于测试误差之内,结果偏差小于6%;微量元素浓度区间(100~1000μg/g)各测试结果偏差显著增大,并且LA-ICP-MS与ICP-OES结果偏差要小于LA-ICP-MS与EPMA结果偏差,前者偏差幅度由6%增至45%,后者偏差幅度由9.1%增至151%;在低于100μg/g元素浓度区间,受矿物内非均质性影响LA-ICP-MS与ICP-OES的测试结果可相差几倍。(2)微区原位限定下,EPMA测试结果在邻近检测线区间(100~300μg/g)与LA-ICP-MS结果偏差逐渐加大,推测此偏差变化是由EPMA结果矫正过程中对低含量元素的矫正补偿机制所造成。(3)in-situ SIMS氧同位素值揭示了矿物微区尺度上的δ;O值差异,但其整体测试结果与传统酸溶法测试的结果存在0.5‰~2.5‰V-PDB的负偏偏差,推测此偏差可能来自于标样矫正转换误差。(4)实例样品中可见阴极发光特征与Fe、Mn含量无关的现象,故成岩流体判定更需结合岩石学、地化证据探讨。

高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪特性研究及地质样品中主微量元素分析

高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪由于其高能特性为包括重金属和稀土元素在内的原子序数较大的重元素分析带来了新的契机。本文应用高能偏振X射线荧光光谱仪(HE-P-EDXRF)建立了土壤、岩石和水系沉积物中主微量元素分析方法,对分析线的选择、谱线重叠干扰校正及基体校正模式等进行了探讨,并用不确定度对方法进行了评估。研究表明:①原子序数较大的微量元素选取Kα线作为分析线,谱线重叠干扰较少,有利于获得谱峰净强度,甚至La、Ce和Nd等稀土元素也能够准确测定;②合适的基体校正方法能够改善标准曲线拟合效果;③微量元素Ba和稀土元素La、Ce等,HE-P-EDXRF方法检出限具有明显优势,而对于轻元素WDXRF方法检出限更低;④检验样本除Na2O、MgO、P和Sm外平均相对误差均在15%以下,微量元素相对平均误差在2.40%~16.3%之间,除Cu和Yb外其余微量元素准确度结果显著优于WDXRF;⑤根据欧盟和国际上不确定度的评估方法,除V和Th外,其他微量元素与有证标准物质的认定值间不存在显著性差异。综合来看,本方法更适用于分析岩石、土壤和沉积物等常规地质样品中的微量和稀土元素,解决了此类样品中微量元素对ICP-MS等需复杂化学前处理的分析方法的依赖。

马岭地区嘉陵江组沉积环境演化分析:来自沉积学和主微量元素的证据

马岭地区位于贵州省兴义市,其沉积地层经历了二叠纪-三叠纪之交的沉积环境演化,是研究早三叠世沉积环境变化的理想地区。通过对马岭地区嘉陵江组的野外踏勘,以获得的实测剖面资料为基础,结合室内薄片观察,并根据14种主微量元素的结果,进而探讨其沉积环境的演变。马岭河剖面主要出露碳酸盐岩与碎屑岩,可分为四段,共取16件岩石样品进行送样分析,结合沉积相、古气候指标SiO_(2)/Al_(2)O_(3)比值和古盐度指标,古水深指标CaO/MgO、Sr/Ba比值,可指示马岭地区在早三叠世经历了如下变化:①由异常炎热、干燥气候逐渐过渡为整体湿润的气候,这可能为早三叠世及后期生物复苏提供了适宜的气候条件;②发生浅海、深海的交替变化。嘉陵江组一~四段分别以开阔台地相、潮坪相、开阔-局限-开阔台地相、局限台地相沉积为主,每段的古盐度变化、海平面升降等现象,加上腹足、双壳等生物碎屑的局部出现,印证了该区早三叠世海洋环境异常多变,并具有多期次恶化-改善的演化过程。

黄铁矿主微量元素及晶胞参数研究内容和意义

黄铁是一种常见的金属硫化物,分布在各个类型的矿床中。黄铁矿的标型特征对研究其成矿原因,以及成矿流体成分变化,矿床形成环境等方面具有一定的指示意义。本文主要简述了黄铁矿主微量元素以及晶胞参数的研究内容和意义,希望能对以后的研究提供一定思路。

磷灰石主、微量元素的偏最小二乘判别分析在斑岩型矿床中的应用

如何区分成矿和不成矿斑岩,以及斑岩型铜和钼矿床成矿岩浆存在何种差异一直是矿床学界关心的科学问题。本文选取不同类型(包括成矿斑岩、不成矿斑岩、含铜矿斑岩、含钼矿斑岩等)斑岩中的岩浆磷灰石作为研究对象,通过多元统计方法(PLS-DA)对其进行聚类分析,尝试通过磷灰石的元素特征区分出成矿与不成矿斑岩以及形成不同矿种的斑岩,进而为副矿物找矿提供理论依据与技术支撑。通过PLS-DA模型的建立与讨论分析,发现根据岩浆磷灰石的Cl、SO_(3)、La、Ce、Eu、Sr、Y、Yb、Th等元素含量的差异,指示成矿斑岩的岩浆相比于不成矿斑岩的岩浆具有较高的氧逸度和水含量,且斑岩铜矿相比于斑岩钼矿具有相对高的岩浆氧逸度和较低的岩浆演化程度。

硅酸盐单矿物主、微量元素的LA-ICPMS分析及影响因素

文章利用美国193nm ArF型准分子激光剥蚀系统和Agilent 7500a型的ICPMS联机,采用直径为44μm的激光束斑,对BCR-2G、T1-G及StHs6/80-G 3个国际标准物质的熔融玻璃进行了LA-ICPMS的10种主量元素和47种微量元素分析,分别以NIST 610、GSE-1G及MPI-DING国际标准物质作外标,采用Ca为归一化元素,分别利用无内标和以Ca为内标进行校正,获得了满意的结果;并且对比了同一套数据采用不同校正策略所获得的结果之间的差别,初步探讨了造成这些差别的原因。研究结果显示,大部分主、微量元素的相对误差一般优于10%,少部分元素的相对误差在10%~20%之间,极个别元素的相对误差超过20%,这些个别元素相对误差较大的原因可能与样品中的元素质量比极低有关。研究结果表明,该实验室建立的硅酸盐单矿物的LA-ICPMS主微量元素的测试方法是可行的。

石材主量元素和微量元素测定的酸溶与碱熔分解方法比较

酸溶和碱熔分解石材标样,ICP-AES和ICP-MS法进行常量元素及微量元素的测定,分析结果的比较发现,根据不同的的石材类型、所需分析的元素种类以及研究目的,采用适当的样品分解方法,可以获得准确的常量元素和微量元素数据。

基于激光熔融制样分析玄武质无球粒陨石的主、微量元素

无球粒陨石的主、微量元素组成对于类地行星壳-幔分异和岩浆研究演化具有重要意义。但由于样品稀缺,使用传统方法分析无球粒陨石的全岩主、微量元素组成有较大局限。本文在样品粉末压片的基础上,采用激光熔融制取玻璃,并结合电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对标样和Eucrite样品进行原位分析。结果表明,主量元素中除少数元素(Na、K和P等)外,绝大多数元素的分析准确度都优于5%;微量元素除少数元素外(Ni、Ga、Tb、Tl和U等),绝大多数元素的分析准确度都在5%~10%范围。本方法为低损耗(~30 mg)、快速准确获取具有较高Mg、Fe含量的玄武质无球粒陨石样品全岩的主、微量元素组成提供了一种新的途径。

基性麻粒岩造岩矿物微量元素再分配特征及其对变质历史的指示作用：以胶北地体高压麻粒岩为例

高级变质岩的变质历史是反演地壳构造-热事件的重要依据,然而高温扩散和重结晶作用能够改造造岩矿物中的主量元素分布,这对峰期变质温压条件的反演产生很不利的影响。相对于主量元素,微量元素,尤其是离子半径较大的REE,由于其在晶格中的扩散速率远小于主量元素,在高级叠加变质过程有可能记录前期变质作用。本文以胶北地体的高压基性麻粒岩为研究对象,通过详细的岩相学和矿物化学分析,初步解析了变质重结晶过程中的矿物微量元素再分配特征及其对变质作用的指示意义。岩相学上的证据表明这些样品经历了麻粒岩相变质和后期重结晶作用。单矿物的原位化学成分分析,峰期矿物石榴石、单斜辉石的主量元素Mg、Fe、Ca等二价阳离子分布均一,但部分稀土元素及微量元素则表现出钟形剖面环带分布,暗示主量元素遭受到成份扩散及重结晶所致的元素再分配,微量元素可记录峰期历史。结合主、微量元素温压计,我们分别估算了胶东基性高压麻粒岩的峰期（〉828℃、〉1.27GPa）和中压麻粒岩相退变质温压条件（810~840℃、0.6~1.0GPa）,并推测其后期经历过角闪岩相退变质叠加。结合前人的年代学工作,我们认为该基性麻粒岩经历了近等温快速减压的变质历史。

ICP发射光谱法测定铜合金中主量及其他元素的方法

通过对仪器分析谱线的研究及测试条件的优化,建立了铜合金中主量、常量、微量元素同时测定的ICP-AES分析方法,并应用于铜合金中所有元素的测定。该方法具有抗干扰能力强、线性范围宽、精密度高、结果准确等特点。

珠江口盆地西江主洼珠琼运动的沉积响应及构造意义

珠江口盆地西江主洼经历了早—中始新世的珠琼运动一幕和晚始新世—早渐新世的珠琼运动二幕,期间分别沉积了文昌组和恩平组。为研究两幕运动的差异,通过对古近系沉积岩样品主微量元素分析来判断物源成分,从而理清珠琼两幕运动期间西江主洼的物源转换规律。结果表明:西江主洼珠琼运动一幕晚文昌期主要为风化酸性火成岩,缓坡处文一、二段顶部出现中性火成岩成分;珠琼运动二幕恩平组在主洼中部和东部主要表现为中性火成岩风化产物,28洼恩四段底部由长英质变为中性岩母岩,洼陷西部则未出现中性岩母岩,珠海期由酸性火成岩向石英岩母岩成分过渡。基底岩性研究表明,研究区古近系存在珠一坳陷内低凸起酸性花岗岩和坳陷南部隆起带中性花岗岩两类不同局部物源区,文昌期珠一坳陷内低凸起为主要物源区,在珠琼运动二幕时洼陷中部和东部物源区发生转换,物源来自珠一坳陷南部东沙隆起带,洼陷西部物源在恩平期没有转换,直到珠海期南海运动时与中、东部共同转变为接受北部统一的区域物源控制。洼陷不同部位物源转换存在差异,说明珠琼运动两幕之间存在物源的继承性发育,但具有不同的沉积演化特征。

湘南宝山铜铅锌多金属矿床闪锌矿元素地球化学特征及其对成矿的制约

位于钦杭成矿带和南岭成矿带叠合部位的湘南地区是我国重要的W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag多金属矿集区,宝山Cu、Pb、Zn、Ag多金属矿床是湘南地区代表性的矿床。相比中部矽卡岩型矿体,西部和北部脉状矿体研究程度较低。本文拟通过电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位微区分析技术,对比研究矽卡岩型矿体和脉状矿体的微量元素赋存状态、成矿环境及矿床成因。分析结果显示,宝山矿区不同类型矿体中的闪锌矿均富含Fe、Mn和In,亏损Ga、Ge、Te和Tl等元素,Fe、Mn、Cd和In等元素主要以类质同象的形式赋存于闪锌矿中;矽卡岩型矿体形成于中—高温度环境,脉状矿体形成于中温环境。综合分析认为,宝山铜铅锌银矿床为形成于中—高温环境下的广义矽卡岩型矿床。值得注意的是,Cd含量达到了伴生工业品位的数百倍,具有很高的综合利用价值。

鄂尔多斯盆地张家滩页岩元素地球化学特征及与有机质富集的关系

选择鄂尔多斯盆地中南部张家滩页岩的64块岩芯样品,开展了有机碳和主、微量元素等地球化学测试工作。在分析其主、微量元素等地球化学特征的基础上,对张家滩页岩的古气候、古氧化还原条件和古生产力等古沉积环境进行了研究,讨论了控制鄂尔多斯盆地张家滩页岩有机质富集的主要因素。研究结果表明:张家滩页岩有机碳含量(TOC)较高,达2.14%~11.44%。与贫有机质页岩段相比,富有机质页岩段的Na_2O,CaO,U,V,Ba,Cu富集而Al_2O_3,TiO_2,K_2O,MgO含量低。古沉积环境指标表明张家滩页岩沉积时位温暖潮湿-半干旱的古气候,沉积底水氧化还原环境为贫氧-厌氧环境,表层水具有中—高的古生产力。有机质含量与氧化还原指标间的正相关关系表明,有机质含量主要受水体的氧化还原程度的控制,有机质富集属于"保存条件"模式。进一步研究显示,张家滩页岩有机质的富集主要是由古气候变化所造成湖水缺氧程度所控制。

四川盆地焦石坝地区五峰—龙马溪组页岩元素地球化学特征及对页岩气开发的意义

选择四川盆地焦石坝地区JYA、JYD两口井的85块页岩岩心样品,进行了有机碳和主、微量元素测试分析。通过分析主、微量元素在剖面上的纵向变化特征,对焦石坝地区五峰组—龙马溪组含气页岩的氧化还原条件和古生产力状况进行了研究,讨论了五峰组—龙马溪组有机质富集的主控因素;探讨了地球化学元素对页岩可压性的影响和含气性的指示。研究区五峰组—龙马溪组下部优质气层段有机质含量高,平均值为3.07%。与含气页岩段相比,优质气层段页岩中的Si O2和Ca O含量较高,Mo、Cr、V、Ni、Th和U等氧化还原敏感元素富集。V/Cr、V/Sc、U/Th和Ni/Co等氧化还原条件判别指标表明,五峰组沉积期以缺氧—贫氧环境为主,龙马溪组沉积期下部以缺氧环境为主,往上则主要为含氧环境。古生产力指标Ba(xs)指示五峰组—龙马溪组页岩沉积期具有高等生产力背景。优质气层段有机碳含量与Mo/Al、U/Th、Ni/Co、V/Sc值之间存在明显的正相关,说明有机质富集主要受氧化还原条件控制。另外,优质气层段页岩生物成因的硅质含量高,且有机碳含量与Si O2含量呈正相关,有利于形成天然裂缝和后期人工压裂改造。优质气层段的地化元素比值明显高于含气页岩段,说明化学元素比值与页岩含气性之间存在一定的相关性。

空气滤膜采集大气浮尘样品中多元素的测定

用氢氟酸-盐酸-硝酸-高氯酸体系对空气滤膜上附着的浮尘样品进行分解,电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法同时测定溶液中15个主量和微量元素铁、铜、锌、镍、镧、铈、锂、锰、铬、镉、钴、铅、钍、铊、铀。将国家一级标准物质模拟浮尘样品加入空白滤膜进行测定,结果与标准值相符。各元素4次测定结果的相对标准偏差(RSD)小于5%。