“稀土元素及其分析化学”教学手段的探讨

以"稀土元素及其分析化学"作为研究对象,利用课堂理论教学模式为主,实验和实践教学的跟进辅助和网络教学的补充等一系列教学模式相结合,将"稀土元素及其分析化学"课程得到全面的发展,使受益学生而逐步扩大。

《稀土元素及其分析化学》

该书系统地论述了稀土元素的基本性质、稀土化合物的性质与合成、稀土化学反应的基本原理与应用，以及稀土分析化学的基础知识。全书共分9章：第1章稀土的基本知识；第2章系统地阐述了稀土元素的电子结构和镧系收缩；第3章介绍了稀土金属的性质和制备；第4章归纳了稀土元素的磁性和光学性质；第5、6章讨论了稀土元素各价态化合物的性质、制备及分析；第7章阐述了稀土配位化学和稀土元素配合物的基本规律；第8、9章介绍了稀土元素分析化学及分析方法。书后附稀土元素基本性质，便于查阅。

江西全南县青龙山萤石矿稀土元素地球化学特征及成因分析

本文旨在对江西省全南县青龙山萤石矿床的地球化学特征及成因进行探讨,通过对青龙山萤石矿区矿石和围岩样品进行稀土元素分析,青龙山萤石矿矿石的∑REE平均含量为88.186×10^(-6),δEu为0.23~0.61,δCe为0.78~0.91;围岩的∑REE平均含量为184.52×10^(-6),δEu为0.31~0.69,δCe为0.85~1,萤石矿石和围岩的稀土元素配分模式具有相似性和同步性,呈轻稀土相对富集的右倾型,Eu中等亏损,Ce弱亏损。矿石与围岩的稀土地球化学研究显示,该萤石矿床至少存在两个成矿期次,为岩浆热液成矿,成矿环境为稳定的较还原条件,成矿流体温度在200℃左右。

新疆砂岩型铀矿床中稀土元素地球化学特征对比分析——以伊犁盆地铀矿床与巴什布拉克铀矿床为例

通过对伊犁盆地层间氧化带砂岩型铀矿床稀土元素地球化学行为特征的分析和蚀源区岩石对比,初步认为该区稀土元素主要来自蚀源区的安山岩和花岗岩,与玄武岩无关;对ΣREE的研究表明,在层间氧化岩石带中ΣREE有所亏损;通过对REE的分异性的研究,认为在不同的分带中REE的分异程度不同,在矿石带中分异程度最大,更加富集LREE,并且随着岩石粒径的增大,LREE和HREE的分异也有增大的趋势;通过对巴什布拉克砂岩型铀矿床稀土元素地球化学特征分析表明,矿石ΣREE明显低于围岩的ΣREE,矿石和围岩ΣREE差别较大,这可能是由于该矿床在成岩成矿和搬运过程中有大量的REE被淋滤流失掉的缘故,但围岩的REE分布模式和矿石的REE分布模式基本一致,这也反映了该区成岩成矿的继承性特征。通过对伊犁盆地流体和岩石的pH值分布情况研究表明,层间氧化岩石带和原生还原岩石带的pH值相似,而矿石带的pH值偏低,这与在偏碱性条件下,REE和U的络合物容易形成,并且REE和U的络合物随着pH值的降低而迁移和沉淀富集是相吻合的。

无机化学中思政元素的挖掘--以“稀土元素”为例

以天津大学无机化学教研室编写的《无机化学》(第五版)第十四章“稀土元素”为例,从创新精神、社会责任、家国情怀三个角度挖掘其中蕴含的思政元素,并在此基础上对稀土元素相关内容的教学提出建议,以期为“稀土元素”教学提供思路与素材,实现思政教学与专业知识教学的深度融合。

新工科背景下分析化学实验过程中思政元素的发掘与实践

作为新工科时代的学生,他们不仅要学习技能和专业知识,还要注重思政教育的培养。分析化学实验作为化学专业学生必修课程的重要组成部分,是一门结合理论与实践的综合性实验课程。在实验过程中,如何发掘思政元素,为学生的思想道德教育注入更多的营养,是我们亟需探讨的课题。本文通过进行课程思政改革和发掘分析化学实验授课过程中的思政元素,将辩证唯物主义、爱国主义和新时代生态文明建设思想融入到课程中,以此培养学生成为优秀的社会主义接班人和建设者。

石煤中稀土元素地球化学研究

在全面收集石煤中稀土元素含量资料的基础上,探讨了石煤中稀土元素的赋存状态,剖析了石煤中稀土元素的富集成因。结果表明:不同地区石煤中稀土元素含量的差异较大,但均高于中国煤和世界煤中稀土元素的背景值,稀土元素相对富集。石煤中稀土元素的赋存状态多样,但以无机结合态或残渣态为主,部分石煤中稀土元素与有机质有关,部分兼具有机态和无机态。石煤中稀土元素富集的主要因素包括海相沉积环境、沉积物源区供给、热液流体(酸性、碱性、高温岩浆热液和海底喷流等)的侵入和地下水淋滤作用等。L/H、LaN/YbN、δCe、δEu等地球化学参数和稀土元素配分模式可推断石煤形成的物质来源和成矿条件等信息,具重要的地学示踪理论意义。

贵州瓮福磷矿床大塘矿段稀土元素地球化学特征

大塘矿段位于贵州瓮福磷矿白岩矿区,矿体(层)赋存于震旦系陡山沱组(Pt_(3)^(3)d),根据成矿的先后时间,该矿段形成了a矿层(下矿层)、b矿层(上矿层)2个矿层,矿层中间为一白云岩G夹层,是典型的海相沉积碳酸盐岩型磷矿床。为深入研究该矿段磷矿床的稀土元素地球化学特征,文章通过野外地质调查、光学显微镜观察、X射线荧光光谱(XRF)与等离子体质谱(ICP-MS)、扫描电镜与能谱(SEM-EDS)等实验方法对其进行了较系统的分析。研究结果表明,a、b矿层磷矿石的δCe、δEu呈负异常,b矿层较a矿层负异常值更明显,且Y/Ho比值由a矿层到b矿层逐渐升高,同时结合Ce_(anom)-Nd关系图,均反映出由a矿层到b矿层的形成环境是由相对还原环境转变为相对氧化环境。b矿层稀土元素PAAS标准化模式曲线较为一致,为中稀土元素略富集的帽状形态,反映磷矿形成过程中明显有生物或有机质参与;b矿层形成过程中经历了较强的水动力搬运,沉积速率较高,沉积时间较短,其ΣREY较a矿层低。大塘矿段a、b两个矿层磷矿石中Y等大部分稀土元素都主要以类质同象形式赋存于胶磷矿中。

漳江口溶解态稀土元素的地球化学特征及影响因素

河口区域稀土元素(Rare earth elements, REEs)的地球化学行为对理解海洋中REEs的循环具有重要意义。本文通过现场调查对2018年9月(暴雨时期)、2019年12月(旱季)及2020年8月(湿季)溶解态REEs在漳江口的分布特征、REEs的主要影响因素及人为稀土元素钆(Gd)污染进行研究。结果表明:漳江口溶解态REEs在不同时期的分布及分异存在显著差异,溶解态REEs含量暴雨时期>旱季>湿季。暴雨时期溶解态REEs主要呈现轻/中稀土相对富集及Ce正异常现象,而旱季及湿季溶解态REEs主要呈现重稀土相对富集及Ce负异常现象,颗粒物-水作用是不同时期溶解态REEs含量及分异存在差异的主要原因。Gd在不同时期均呈现正异常,暴雨时期、旱季及湿季人为Gd占比分别为18%~29%、26%~69%及22%~60%,推测Gd污染可能受河口上游医院核磁共振造影剂使用的影响。以上研究表明暴雨导致的颗粒物释放对河口溶解态REEs具有显著的贡献,今后研究需要重视特殊事件(如暴雨)对河口溶解态REEs来源和收支的影响。漳江口上游的人口密度相比全国其他地区较低但存在较为严重的人为Gd污染,说明我国其他河口人为稀土污染及来源也应引起广泛的重视。

陇把稀土矿稀土元素地球化学行为及其富集规律探讨

稀土元素在工业领域以及地球科学中的应用价值都极为重要.对于稀土资源的开发首先要充分掌握稀土元素的地球化学行为以及富集规律.陇把稀土矿地处云南省陇川县,是国家重要的稀土资源基地.这一地区经历了无数次的构造运动,逐渐形成了较为复杂的地质环境,这些地质作用更加方便稀土元素的富集.本文以陇把稀土矿为研究对象,对稀土矿中稀土元素的地球化学行为与富集规律进行深入研究,为该区稀土资源的可持续开发以及利用奠定理论基础.

珠江口盆地深水区物源与运移机制分析:基于稀土元素和Sr-Nd同位素的研究

边缘海沉积物对于研究气候变化、古海洋演化和大陆的剥蚀与抬升等方面具有非常重要的指示意义。本研究通过对珠江口盆地深水区Z8站位沉积重力柱的粒度、稀土元素和Sr-Nd同位素的分析,发现研究区沉积粒度较不稳定,平均粒径在19.70 μm左右变化,沉积物成分主要是粉砂,其次是黏土,砂的含量最少。根据沉积粒径可将沉积分为三个阶段:表层的沉积较不稳定阶段、中层的沉积稳定阶段与底层的沉积环境动荡阶段;稀土元素REE平均值为141.50 μg/g,呈现出Eu负异常,轻稀土占总稀土绝大部分比例(均超过75%);87Sr/86Sr平均值为0.723722,143Nd/144Nd平均值为0.512023,随深度的增加,87Sr/86Sr和εNd均呈现出先增大再减小最后保持稳定的趋势。与不同潜在物源区的稀土元素特征和Sr-Nd同位素的对比分析表明,近万年来,台湾岛为珠江口盆地深水区最大物源,黑潮和深海环流对台湾岛的沉积物运移起到了至关重要的作用;此外,红河、海南岛和湄公河也对研究区的物源有着一定贡献,这主要是依靠东亚季风驱动的表层环流和沿岸流对沉积物进行运移的。值得注意的是,由于珠江是距离Z8站位最近的大陆水系,因此也不能忽略珠江的物源贡献。

吕家坨矿煤中伴生稀土元素地球化学特征

通过对吕家坨矿煤层及顶底板中稀土元素采样测试,全面分析了稀土元素含量、地球化学参数、分布模式,探讨了研究区煤中稀土元素的地球化学特征及来源。研究表明:研究区∑REE远高于世界煤及中国煤平均含量。不同煤层稀土元素分布模式基本一致,LREE相对富集,HREE相对亏损,山西组煤中的稀土元素高于太原组。稀土元素与反映陆源的元素相关性较好,主要来源为陆源碎屑矿物,与灰分弱正相关,以有机态和无机态相结合的方式赋存。

基于双脉冲LIBS结合偏最小二乘回归的稀土元素定量分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种以激光为激发源的等离子体发射光谱分析技术,已有将其用于稀土元素的定量分析研究,但由于稀土矿基体差异大、元素含量低,定量分析灵敏度和准确度仍有待提高。通过使用单激光分束构造双脉冲LIBS系统,并结合偏最小二乘回归(PLSR)算法实现对稀土矿石样品中的稀土元素La、Dy、Yb和Y的定量分析。结果表明,双脉冲LIBS结合PLSR可建立更加稳定的定标模型,与常规基本定标法相比,La、Dy、Yb和Y元素的相对均方根预测误差(RMSEP)从0.0061%、0.0037%、0.0045%、0.0280%降低至0.0044%、0.0016%、0.0029%、0.0134%,平均相对预测误差(AREP)从10.88%、15.27%、6.42%、17.20%降低至6.67%、3.62%、4.10%、7.98%。因此,双脉冲LIBS结合PLSR方法可以有效地提高LIBS对稀土矿石中稀土元素的定量分析能力。

河南省栾川—嵩县地区萤石矿床稀土元素地球化学特征及成因

本文总结了河南省栾川—嵩县地区萤石矿床的地质特征,并研究矿床的萤石稀土元素特征,以探讨矿床的成矿物质来源、成矿流体演化以及矿床成因。结果显示,栾川—嵩县地区萤石矿床的萤石样品ΣREE含量范围7.17×10^(–6)~178.02×10^(–6),平均值67.85×10^(–6),LREE/HREE值范围0.30~4.31,平均值1.80,δEu范围0.21~1.04,平均值0.64, δCe范围0.11~0.93,平均值0.76。萤石矿床的萤石稀土元素配分曲线形态整体上具有平坦型特点,萤石呈中等Eu和Ce负异常。通过对比萤石矿床的萤石、地层岩石和中生代花岗岩的稀土元素特征及分析各地质体主要成矿元素Ca和F的丰度,认为研究区大规模萤石成矿的物质主要来源于太华群、熊耳群地层,其次是中生代花岗岩体或岩浆期后热液;大气降水的参与以及成矿流体的运移是成矿流体由还原环境向氧化环境逐渐过渡的主要因素。萤石稀土元素La/Ho-Y/Ho关系图表明,萤石成矿在大尺度时间范围内具有同源性、小尺度时间范围内具有同源不同期性的特点。栾川—嵩县地区萤石矿床是由地层岩石、花岗岩体或者岩浆期后热液提供成矿物质、大气降水为成矿流体的主体、岩浆后期冷却提供成矿驱动热量、受断裂控制的热液型矿床。

粤北左坑离子吸附型稀土矿床含矿岩体地球化学特征与稀土元素迁移‒富集机理

广东省新丰县左坑大型稀土矿床为典型的华南离子吸附型矿床,位于佛冈复式岩体的北部,已查明稀土矿石量17152万吨,总稀土氧化物(TREO)资源量约18万吨,离子相稀土氧化物(SREO)资源量约11万吨。对该矿床成矿母岩黑云母花岗岩进行主量和稀土元素分析发现,其岩石性质和地球化学特征与佛冈花岗岩主体类似,同属于高硅、富碱、贫钙镁的铝质A型花岗岩。对6个钻孔的SREO含量、TREO含量、离子相稀土氧化物析出率、地理位置、成矿母岩稀土含量等信息进行对比研究后发现:①基岩稀土含量相似的情况下,产出于山顶的矿体上方风化壳厚度越大,形成矿体所需要的离子相稀土氧化物析出率越小;②稀土元素在成矿母岩浆中完成初始富集后,进而在风化过程中完成二次富集,还可能在剥蚀过程中随地表水下渗迁移至风化壳中渗透系数更小的位置完成第三次富集。因此,在离子吸附型稀土矿床中影响稀土元素垂向分布模式的因素除了风化壳中水体pH值和水化学类型外,还需考虑静水面与矿体的相对位置和渗透系数的共同作用。

陕南蟒岭矿集区天明一带萤石矿床稀土元素地球化学特征及其成矿意义

天明一带萤石矿床位于陕南蟒岭矿集区东部,该矿集区是陕南重要的萤石矿产地之一。本文通过对该萤石矿床矿石样品的分析测试,研究其稀土元素地球化学特征,初步探讨成矿流体性质、成矿环境及矿化作用过程。研究表明,该矿床矿石稀土元素含量偏低,ΣREE介于25.69×10^(-6)~43.23×10^(-6),平均36.64×10^(-6),LREE/HREE介于3.30~10.65,平均6.72。δEu=0.76~1.45,多数为正Eu异常,δCe=0.75~0.97,表现出弱负Ce异常,Eu、Ce异常暗示萤石矿床形成于中低温、氧化的环境。矿石La/Ho-Y/Ho图解、(La+Y)-Y/La图解指示成矿物质和流体可能来自富氟的蟒岭花岗质岩浆,有外缘物质的加入或混染作用,围岩地层中的碳酸盐岩可能参与其中。Tb/Ca-Tb/La图解显示矿床属热液成因,Tb/Ca-Tb/La、Tb/La-Sm/Nd图解暗示可能经历了多个期次的成矿活动。推测天明一带萤石矿床为浅成中低温热液成因,其成矿可能与蟒岭花岗质岩浆热液相关。

栾川县白土铅多金属矿床稀土元素地球化学特征及其指示意义

华北克拉通南缘官道口群龙家园组白云岩是区域上一套比较特殊的沉积岩地层,其构造演化过程、成岩成矿特征一直是区域地质学研究的热点。通过对区内白云岩及其围岩样品稀土元素测试分析,发现官道口群白云岩ΣREE值明显低于熊耳群安山岩或流纹岩,这与原始沉积期间受到大气淡水的淋漓作用有关,证实该区白云岩属沉积成因;白云岩稀土元素配分模式呈现平坦的页岩标准化曲线形态,说明该区白云岩经历了相似的沉积环境及成岩过程。区内白云岩显示出明显的Eu正异常、Ce负异常,轻稀土富集,反映出还原和弱酸性沉积环境,这可能与华北克拉通南缘元古代以来的构造热事件改造有关,使白云岩稀土元素向轻稀土富集、Eu正异常的方向演化,伴随构造热事件白云岩内铅多金属矿化普遍发育。

光谱分析技术在稀土元素检测中的应用

本文首先介绍了稀土元素的重要性,探讨了它们在不同领域的应用;又讨论了质谱法的工作原理,包括样品制备、光源激发、原子发射和光谱测量等关键步骤。强调了质谱法在稀土元素分析中的优势,如高分辨率、高选择性、高灵敏度以及其在地质学、环境科学、材料科学和医学等领域的重要应用。分析了质谱法的局限性,包括仪器成本、样品制备的复杂性和元素互补效应等挑战。展望了质谱法在稀土元素分析领域的未来发展方向,包括技术改进和应用拓展,以满足不断增长的分析需求。

高纯稀土氧化物中其他稀土元素分析

本文旨在探索分析高纯稀土氧化物中目标成分的有效方法。通过比较和评估不同的分析方法,选择了石墨炉原子吸收法结合中性萃取剂进行萃取的方法。该方法具有较高的灵敏度和准确度,能够有效提取目标成分,如铜、铅、镍和铬。经过实验验证,该方法具有良好的选择性和稳定性,操作流程简单,适用于大多数实验室条件。综合分析结果表明,石墨炉原子吸收法在分析高纯稀土氧化物中目标成分具有较高的可靠性和实用性。然而,在实际应用中,仍需根据具体情况综合考虑各种因素,选择最合适的分析方法,以确保分析结果的准确性和可靠性。

地球化学样品试验中稀土元素的测定和地球演化研究

稀土元素作为地质研究的关键指标,对解读地球的内部过程与外部环境演变具有重要意义。通过采用实验室分析方法,对各类地球化学样品中的稀土元素进行了精准测定,并详细分析了其总体规律与微观变异特性。研究结果揭示了稀土元素与地质时间尺度的关联,地球内部热力学过程与稀土元素分布的关系,为完善地球演化模型提供了重要数据支撑。此外,对稀土元素丰度异常的研究,也打开了新的地质研究视角,为对地球早期环境演变的理解与预测提供了新的参考依据。本研究的成果进一步提高了稀土元素在地球科学中的应用价值,为地球科学的发展做出了具有指导意义的贡献。