激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法微区原位定量分析锂铍矿物化学成分

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作者 范晨子 孙冬阳 +3 位作者 赵令浩 袁继海 胡明月 赵明 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期87-100,共14页

锂、铍是当前全球战略性关键金属,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)建立分析方法可以实现微区原位定量分析天然矿物样品中的锂、铍元素含量,为锂铍资源高效利用以及赋存状态的研究提供分析技术支撑。锂辉石和绿柱石等矿物... 锂、铍是当前全球战略性关键金属,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)建立分析方法可以实现微区原位定量分析天然矿物样品中的锂、铍元素含量,为锂铍资源高效利用以及赋存状态的研究提供分析技术支撑。锂辉石和绿柱石等矿物是提取锂、铍元素的主要原料,微区分析常用的电子探针方法对于能量较低的轻元素难以准确定量,而LA-ICP-MS方法亟待改进降低非基体匹配校准带来的基体效应提高分析的准确度和精密度。本文探讨了仪器工作条件(同位素选择及计数模式、载气He气流速、样品气Ar气流速、束斑直径、能量密度大小)和数据处理方法(外部标准物质、内标元素)对定量结果精密度和准确度的影响。实验结果表明:He和Ar气体流速不仅会影响锂、铍信号强度,而且适当降低载气He流速(0.6L/min)可以减小相对误差。增加束斑直径虽可以将数据精密度提高10%以上,但是对于准确度影响不大;对于绿柱石这类硬度高的透明矿物应提高能量密度(相对强度>75%,通量>2.7J/cm^(2))以保证产生稳定剥蚀信号。测定7Li时选择现有标准物质中含量较高的GSE-1G校准、9Be选择NIST610校准,以Al作为内标补偿元素,计算结果相对误差较小。LA-ICP-MS方法通过调整仪器工作条件和数据处理方法,可以降低基体差异,提高数据准确度,解决微区原位准确定量分析锂、铍轻元素的难题,为锂、铍资源的勘探开发和高效利用提供有力的技术支撑。但是也亟待开发高锂、铍含量的微区标准物质,解决因现有标准物质与样品中含量差异造成的基体效应来进一步提高数据质量。 展开更多

关键词 LA-ICP-MS 锂矿物 铍矿物 气体流速 束斑直径

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激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱法同时测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量

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作者 赵令浩 孙冬阳 +3 位作者 胡明月 袁继海 范晨子 詹秀春 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期47-62,共16页

激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集... 激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS)具有高灵敏度特征,被广泛应用于锆石等含U矿物原位微区U-Pb定年研究,但磁偏转式质量分析器的使用导致该质谱仪扫描速度相对较慢,可能影响U-Pb同位素与其他关键微量元素的同时采集。本文通过优化仪器信号稳定性和实验方法,对目前常用的7种锆石U-Pb标准样品进行U-Pb定年和Ti、REEs、Hf等关键元素同时定量分析,探讨了多元素同时分析方法的可行性及对于U-Pb定年结果的影响。实验结果表明,相对于LA-SF-ICP-MS仅检测U-Pb同位素方法,同时开展多元素含量检测可能会使U-Pb同位素信号强度稳定性下降,导致单点U-Pb年龄结果误差及离散程度增大。与仅测定U-Pb同位素年龄的测定结果相比较,根据不同锆石样品中U-Pb同位素含量高低,多元素同时检测获得分析点的206Pb/238U年龄和207Pb/235U年龄变化范围不同程度地增大,其中207Pb/235U年龄受影响明显,单点207Pb/235U年龄误差从~1.5%增大至~2.0%,单点年龄的相对标准偏差(RSD)从0.5%~1.3%增大至1.2%~3.3%。尽管如此,多元素同时检测方法对于各样品最终测定年龄没有明显的影响,相对于TIMS年龄,各样品的谐和年龄和206Pb/238U加权平均年龄偏差分别小于1.0%和0.7%,完全满足U-Pb同位素地质年代学测试要求。同时测定锆石样品中的关键微量元素含与其推荐值相对误差小于10%。因此,采用LA-SF-ICP-MS可以同时准确地测定锆石U-Pb年龄和微量元素含量,该方法亦可用于其他副矿物U-Pb年龄与关键微量元素同时测定。 展开更多

关键词 激光剥蚀-扇形磁场电感耦合等离子体质谱(LA-SF-ICP-MS) 锆石 U-PB定年 微量元素

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锆石铀-铅定年激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱原位微区分析进展 被引量：36

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作者 范晨子 胡明月 +2 位作者 赵令浩 孙冬阳 詹秀春 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期29-46,共18页

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术是目前最常用的锆石U-Pb同位素年龄测定方法之一。该方法能够对单颗粒锆石内部年龄差异实现快速、准确的原位微区分析。文章总结了近年来激光剥蚀系统、ICP-MS技术以及LA-ICP-MS锆石U-Pb... 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术是目前最常用的锆石U-Pb同位素年龄测定方法之一。该方法能够对单颗粒锆石内部年龄差异实现快速、准确的原位微区分析。文章总结了近年来激光剥蚀系统、ICP-MS技术以及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法、相关应用实例研究的进展和现状。系统评述了激光发生器,剥蚀池,剥蚀参数(激光波长、脉冲宽度、剥蚀气体、孔径大小)以及四极杆和扇形磁场质谱仪对锆石U-Pb年龄数据的精度和准确度的影响。详细介绍了基于锆石年龄标准样品、标准溶液及其他标样的外标定量校准方法,单个U/Pb比值计算方法,普通铅校正方法以及同位素年龄与微量元素同时测定的方法。目前LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术主要应用于碎屑锆石的沉积物源区示踪和岩浆事件的年代学约束研究。 展开更多

关键词 锆石 铀-铅定年 激光剥蚀-等离子体质谱 原位微区分析

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激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析石笋样品中多元素比值及45种元素含量 被引量：6

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作者 范晨子 胡明月 +4 位作者 赵令浩 孙冬阳 蒯丽君 蔡炳贵 詹秀春 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期383-391,共9页

石笋样品的微量元素含量及Mg/Ca、Sr/Ca比值为高分辨的古气候重建提供重要指标。针对现有溶液分析技术易混合多个石笋微层、误差大的缺点,本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术(LA-ICP-MS)原位线扫描和点剥蚀方式对比分析了石笋生... 石笋样品的微量元素含量及Mg/Ca、Sr/Ca比值为高分辨的古气候重建提供重要指标。针对现有溶液分析技术易混合多个石笋微层、误差大的缺点,本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术(LA-ICP-MS)原位线扫描和点剥蚀方式对比分析了石笋生长轴方向的Mg/Ca和Sr/Ca空间分布趋势,研究表明二者均展现出显著的周期性变化特征,且周期性变化一致,其中40μm束斑线扫描更具有稳定性强、分辨率高、快速简便的优点。通过探讨碳酸盐标准样品MASC-3与玻璃标准样品NIST 610、NIST 612、KL2G、ATHO-G的相对灵敏度系数关系和元素分馏行为,确定基体效应是造成相对灵敏度系数变化的主要原因。同时建立了以MASC-3、NIST 610和NIST 612多外标结合内标Ca归一定量分析石笋中45种元素方法,针对石笋碳酸盐样品,将主量元素Ca、Mg变形为碳酸盐形式,与其他元素加和归一,不仅改变了国内外研究中需要预先采用其他分析技术来测定内标元素含量的计算方法,而且有效地避免了C元素无法准确检测的问题,能够实现与Ca内标法校正结果的吻合。 展开更多

关键词 石笋 Mg Ca和Sr Ca比值 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱 线扫描 多外标结合内标归一定量法

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云南安宁磷矿区水系沉积物磷赋存形态及分布特征

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作者 刘崴 胡俊栋 +3 位作者 范晨子 刘永兵 赵文博 刘成海 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期177-188,共12页

磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对... 磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对矿区内水资源环境可能产生严重影响,本文以安宁磷矿区内河流、水库为研究区域,分析了不同水系沉积物磷元素赋存形态及分布特征,并对其生态风险进行评估。采用X射线荧光光谱法测定研究区水系沉积物总磷(TP)含量,并基于顺序提取及Hupfer改进的磷形态分析方法,将研究区各水系沉积物中磷分为弱吸附态磷(NH4Cl-P)、可还原态磷(BD-P)、金属氧化物结合态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(Ca-P)、残渣态磷(Res-P)等5种形态,采用单因子污染指数法对其进行生态风险评估。结果表明:研究区水系沉积物样品中TP含量范围为567.6~48115.5mg/kg,NH4Cl-P含量范围为0.07~115.2mg/kg,BD-P含量范围为8.84~802.5mg/kg,NaOH-P含量范围为21.3~3129.5mg/kg,Ca-P含量范围为12~45098mg/kg,Res-P含量范围为28.5~515.4mg/kg。研究区各水系沉积物样品磷形态具有相似的分布特征,即磷主要以Ca-P和NaOH-P形态存在,其他磷形态的相对含量大小顺序为NH4Cl-P<BD-P<Res-P。单因子污染指数评价结果表明,各水系沉积物中磷以重度污染为主。生物有效磷(BAP)污染评价结果表明,各水系沉积物中磷污染程度有所降低,但河流沉积物中磷仍以重度污染为主,磷释放风险较大,建议加强对磷矿区河流磷污染的监测与评估。 展开更多

关键词 磷形态 沉积物 分布特征 安宁磷矿区 X射线荧光光谱法 顺序提取法

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锰矿产品硫酸锰制备锰钾矿型八面体分子筛的实验研究

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作者 范晨子 鲁安怀 王长秋 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期522-528,共7页

利用锰矿山现有初级产品MnSO4.H2O低成本制备锰钾矿型八面体分子筛。在液相环境中MnSO4和KOH反应生成Mn(OH)2沉淀后,在溶解氧和OH-的参与下,生成K型水钠锰矿,在高温下发生结构的调整转化为锰钾矿。通过实验获得的最佳条件为:在500mL反... 利用锰矿山现有初级产品MnSO4.H2O低成本制备锰钾矿型八面体分子筛。在液相环境中MnSO4和KOH反应生成Mn(OH)2沉淀后,在溶解氧和OH-的参与下,生成K型水钠锰矿,在高温下发生结构的调整转化为锰钾矿。通过实验获得的最佳条件为:在500mL反应体系中用0.2M的MnSO4.H2O与1M的KOH在室温环境中、通空气流量为30L/min、振荡搅拌转速为100r/min的条件下反应3h,离心洗涤至pH=12,样品干燥后在600℃下煅烧1h。为大规模开展锰矿山产品的深加工提供了重要的实验依据。 展开更多

关键词 锰矿产品 硫酸锰 K型水钠锰矿 锰钾矿

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玻璃标样结合硫内标归一定量技术在激光剥蚀-等离子体质谱分析硫化物矿物中的应用 被引量：11

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作者 袁继海 詹秀春 +5 位作者 范晨子 赵令浩 孙冬阳 贾泽荣 胡明月 蒯丽君 《分析化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第2期201-207,共7页

以硬石膏矿物标样中Ca相对于S的灵敏度因子为基准,将玻璃标样中主量和痕量元素相对于Ca的灵敏度因子转换成元素相对于S的灵敏度因子,建立了多玻璃标样结合硫内标归一定量技术分析硫化物单矿物多元素的新方法。利用本方法分析了美国合成... 以硬石膏矿物标样中Ca相对于S的灵敏度因子为基准,将玻璃标样中主量和痕量元素相对于Ca的灵敏度因子转换成元素相对于S的灵敏度因子,建立了多玻璃标样结合硫内标归一定量技术分析硫化物单矿物多元素的新方法。利用本方法分析了美国合成多金属硫化物矿物标样MASS-1中20种元素,主量元素分析结果的相对误差小于10%,痕量元素分析结果几乎都落在给定值±不确定度范围内。利用本方法对12个硫化物单矿物分析结果表明,绝大多数主量元素含量测定值的相对误差小于10%,且多数主量元素甚至优于以MASS-1为外标、内标归一定量法及内标校准法分析结果,而痕量元素与MASS-1校准结果较为一致。本方法克服了基体不匹配的问题,能比较准确地定量分析硫化物矿物中的主成分S,可用于定量校准硫化物矿物。 展开更多

关键词 激光剥蚀-等离子体质谱 硫化物矿物 玻璃标样 硬石膏 多外标结合硫内标归一定量技术 相对灵敏度因子 微区分析

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激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析硅酸盐矿物基体效应的研究 被引量：8

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作者 袁继海 詹秀春 +4 位作者 孙冬阳 赵令浩 范晨子 蒯丽君 胡明月 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1582-1588,共7页

标样与样品之间基体效应的差异是影响LA-ICP-MS分析结果准确度的重要因素,而元素的相对灵敏度因子(RSF)是基体效应的重要表征。本研究考察了17个玻璃标样中49种常见元素及10个电子探针天然硅酸盐矿物标样中10种主、微量元素RSF的差异,... 标样与样品之间基体效应的差异是影响LA-ICP-MS分析结果准确度的重要因素,而元素的相对灵敏度因子(RSF)是基体效应的重要表征。本研究考察了17个玻璃标样中49种常见元素及10个电子探针天然硅酸盐矿物标样中10种主、微量元素RSF的差异,比较了以Ca,Al,Si为内标对基体效应的补偿作用及元素分馏效应的影响。结果表明,各玻璃标样及各硅酸盐矿物标样之间基体效应差异都较小,由所有玻璃标样和矿物标样得到的各元素RSF的RSD都小于8%,具有天然地质基体及玄武岩基体的玻璃标样与矿物之间基体效应差异更小。Ca是定量分析硅酸盐矿物最合适的内标元素,Si因有轻微分馏效应,以Ca和Al为内标元素是更理想的选择。玻璃标样与矿物标样中相同元素具有相似且不严重的分馏行为。外标结合内标法分析了镁橄榄石中27种元素,主量元素与给定值的相对误差几乎都优于4%,微量及痕量元素分析结果令人满意。 展开更多

关键词 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱 硅酸盐矿物 玻璃标样 基体效应 相对灵敏度因子 元素分馏效应

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单个熔体包裹体激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析及地质学应用 被引量：5

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作者 赵令浩 詹秀春 +3 位作者 胡明月 范晨子 孙冬阳 刘传宝 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-14,共14页

熔体包裹体可以保留岩浆被捕获时的温度、压力及化学组成等信息,为研究岩浆结晶演化过程提供最直接有效的手段;然而由于取样方法、仪器分辨率和灵敏度等技术手段的限制,熔体包裹体研究(尤其是熔体包裹体成分研究方面)发展相对缓慢。本... 熔体包裹体可以保留岩浆被捕获时的温度、压力及化学组成等信息,为研究岩浆结晶演化过程提供最直接有效的手段;然而由于取样方法、仪器分辨率和灵敏度等技术手段的限制,熔体包裹体研究(尤其是熔体包裹体成分研究方面)发展相对缓慢。本文在简述熔体包裹体特征与分类的基础上,总结了目前熔体包裹体成分研究的主要技术手段,包括技术特点、适用范围及样品制备等;详细介绍单个熔体包裹体激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析技术(原理、优缺点、定量方法等),并重点阐述分析过程中可能产生的元素分馏、基体效应及激光剥蚀技术要点等。单个熔体包裹体LA-ICP-MS原位分析技术的发展和完善,避免了传统熔体包裹体成分分析技术需加热均一化、样品制备繁琐等缺点,可直接对成分复杂矿物表面100μm以下以多相形式存在的熔体包裹体进行整体分析,数据精确度可与电子探针分析和二次离子质谱相媲美,增加了样品中可分析熔体包裹体数量,更全面地反映岩浆演化信息,省时、高效、准确,极大地推动了熔体包裹体研究的发展。近年来,国内外单个熔体包裹体LA-ICP-MS原位分析技术应用于地质学和矿床学领域,在地球深部岩浆过程及岩浆热液矿床成矿理论等方面取得了重要成果。随着激光、质谱等设备的发展及定量方法完善,单个熔体包裹体LA-ICP-MS分析的准确性将进一步提高,同时单个熔体包裹体同位素原位分析技术的发展和应用将再次为熔体包裹体研究带来革命性进展。 展开更多

关键词 熔体包裹体 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱 地质学 矿床学

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激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱线扫描技术的空间分辨率研究 被引量：2

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作者 孙冬阳 王广 +5 位作者 范晨子 赵令浩 胡明月 樊兴涛 袁继海 詹秀春 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期127-131,共5页

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)作为一项实用的技术被广泛应用于原位微区分析。在学者们更为关注的元素空间分布问题上,LA-ICP-MS线扫描较单点剥蚀具有更大的优势。线扫描过程中元素的空间分辨率是影响分析结果准确程度的因... 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)作为一项实用的技术被广泛应用于原位微区分析。在学者们更为关注的元素空间分布问题上,LA-ICP-MS线扫描较单点剥蚀具有更大的优势。线扫描过程中元素的空间分辨率是影响分析结果准确程度的因素之一。每个脉冲间的信号如果严重叠加会导致较低的空间分辨率。文章通过LA-ICP-MS的单脉冲剥蚀实验,研究了合成硅酸盐玻璃标准样品CGSG中不同元素的信号时间结构,及其对线扫描的空间分辨率的影响。结果表明,当激光束斑40μm时,应用LA-ICP-MS进行线扫描测量空间分辨率能够满足线扫描技术分析的需求。 展开更多

关键词 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法 线扫描 空间分辨率 单脉冲

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离子交换水钠锰矿矿物学特征及高温相变研究

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作者 张慧琴 范晨子 +2 位作者 李艳 丁瑞 鲁安怀 《岩石矿物学杂志》 CSCD 北大核心 2013年第6期966-974,共9页

以MnSO4为原料,以空气为氧化剂在碱性条件下合成K型水钠锰矿,并进行离子交换实验。能谱结果显示:Ba2+、Pb2+、NH+4和Ag+能够全部置换层间的K;而Li+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mg2+、Ca2+、Na+和Cd2+离子交换样品仍残留1%～3%的K。XRD和红外光... 以MnSO4为原料,以空气为氧化剂在碱性条件下合成K型水钠锰矿,并进行离子交换实验。能谱结果显示:Ba2+、Pb2+、NH+4和Ag+能够全部置换层间的K;而Li+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mg2+、Ca2+、Na+和Cd2+离子交换样品仍残留1%～3%的K。XRD和红外光谱结果显示,除Ag离子交换样品外,其它样品均保留了水钠锰矿的层状结构,但是离子交换过程中,矿物结晶度以及锰氧八面体的有序度均有一定程度的变化。差热-热重结果显示,离子交换样品在150～250℃和500～700℃有显著的物相变化和结构调整。层间离子半径和性质决定了高温相变产物。在650℃煅烧后,K+、Ba2+、Na+、Pb2+和Ag+等大半径离子交换样品生成具有(2×2)型或(3×3)型孔道矿物;而小半径离子不足以支撑水钠锰矿的层状结构,高温时发生分解生成低价态锰氧化物,其中Mg2+、Ca2+、Cd2+和Zn2+离子交换样品分解生成黑锰矿,Cu2+、Ni2+、Li+和NH+4离子交换样品则分解生成方铁锰矿。 展开更多

关键词 K型水钠锰矿 离子交换 差热-热重 高温相变

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长江经济带环境地质调查研究进展

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作者 姜月华 周权平 +47 位作者 倪化勇 陈立德 程和琴 雷明堂 葛伟亚 马腾 施斌 程知言 段学军 苏晶文 朱锦旗 修连存 向芳 朱志敏 冯乃琦 谢忠胜 谭建民 彭轲 郭盛乔 伏永朋 任海彦 孙建平 杨强 朱继良 王东辉 李明辉 刘广宁 范晨子 王新峰 史玉金 王寒梅 董贤哲 陈焕元 郝社峰 邓娅敏 李云 肖则佑 杨海 刘林 金阳 张鸿 梅世嘉 齐秋菊 吕劲松 侯莉莉 陈刚 陈孜 贾正阳 《华东地质》 CAS 2023年第3期239-261,共23页

中国地质调查局近年组织实施了“长江经济带地质环境综合调查工程”,采用环境地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要的成果和认识:①构建了长江经济带地质资源环境综合信息管理与服务系统,系统梳理了... 中国地质调查局近年组织实施了“长江经济带地质环境综合调查工程”,采用环境地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要的成果和认识:①构建了长江经济带地质资源环境综合信息管理与服务系统,系统梳理了长江经济带与重点区域的资源环境条件和重大地质问题,提出了相关建议;②提出长江续接贯通时间是在距今75万年的早、中更新世之交的新认识;③探索形成流域5个系列生态修复示范关键技术和方法体系;④构建长江流域重大水利工程与地质环境效应研究方法体系,创建一套多模态传感器系统,提出重大水利工程对地质环境影响的新判断;⑤探索建立流域尺度地球关键带调查评价监测理论和方法体系;⑥创新应用“光纤技术”监测地面沉降和地裂缝、长江崩岸以及城镇地下空间开发利用扰动取得突破,相关技术引领光纤监测技术发展;⑦自主研发机载航空高光谱仪,建立航空高光谱遥感综合调查技术方法;⑧探索形成流域3种尺度资源环境承载能力和8种国土空间开发利用适宜性评价方法体系;⑨调查研究成果在支撑服务长江经济带国土空间规划、流域生态环境保护和修复、支撑服务新型城镇化战略、重大工程规划建设、地质灾害防治、脱贫攻坚和国家地下战略储油储气库基地建设等方面均得到了广泛应用,形成21支稳定的环境地质调查专业团队。 展开更多

关键词 长江经济带 长江流域 环境地质 水文地质 工程地质 地质环境 地质调查 资源环境承载能力

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磷石膏中稀土元素溶解浸出研究进展 被引量：1

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作者 夏亮亮 王玲 +4 位作者 杨国华 李燊 刘淑贤 聂轶苗 范晨子 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第2期126-134,共9页

磷石膏堆存量巨大,通常含有大量稀土元素,是潜在的二次资源。加强磷石膏中稀土元素的回收利用研究,具有重要的经济与环境意义。本文从磷石膏中稀土元素赋存状态出发,对磷石膏中稀土元素溶解浸出研究进展进行了综述,对不同浸出剂浸出机... 磷石膏堆存量巨大,通常含有大量稀土元素,是潜在的二次资源。加强磷石膏中稀土元素的回收利用研究,具有重要的经济与环境意义。本文从磷石膏中稀土元素赋存状态出发,对磷石膏中稀土元素溶解浸出研究进展进行了综述,对不同浸出剂浸出机理及影响因素等进行了总结分析。在此基础上,对磷石膏中稀土元素回收利用提出建议。磷石膏中稀土元素主要以类质同相赋存于磷石膏晶体中。当前研究中,磷石膏中稀土元素浸出主要以无机强酸为浸出剂,浸出率较高,但酸性强,可能产生二次污染;有机溶剂与盐溶液浸出率高,但成本较高,浸出后有机溶剂难于处理;有机弱酸与生物浸出对环境友好,但浸出效率较低。寻求磷石膏中稀土元素的有效浸出剂,实现磷石膏高附加值综合利用,是未来的研究方向。 展开更多

关键词 磷石膏 稀土元素 稀土赋存状态 浸出

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江西赣南风化淋滤型稀土矿床中的粘土矿物研究 被引量：17

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作者 范晨子 张誉 +2 位作者 陈郑辉 朱云 樊兴涛 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期803-810,共8页

对江西赣南6个地区风化淋滤型稀土矿中全风化层的粘土矿物进行了研究,为进一步了解粘土矿物对该类型稀土矿中稀土元素分异的影响奠定了基础。X射线衍射自然定向片、甲酰胺片、饱和乙二醇片和加热片、红外光谱及扫描电镜观察结果表明该... 对江西赣南6个地区风化淋滤型稀土矿中全风化层的粘土矿物进行了研究,为进一步了解粘土矿物对该类型稀土矿中稀土元素分异的影响奠定了基础。X射线衍射自然定向片、甲酰胺片、饱和乙二醇片和加热片、红外光谱及扫描电镜观察结果表明该区粘土矿物以片状高岭石和针管状7埃洛石为主,其中坳背塘、长坑屋、上堡、杨村样品主体为高岭石,足洞样品中发育大量埃洛石,而石排样品中高岭石与埃洛石比例相当。电感耦合等离子体质谱分析表明稀土元素在粘土矿物中大量富集,其稀土元素配分不仅受到原岩的影响,而且受到粘土矿物本身性质的影响。Ce元素在足洞和石排样品的粘土矿物中表现出正异常,而在其他样品粘土矿物中表现为负异常,可能与其中发育的埃洛石密切相关。Ce元素可能以方铈矿胶膜的形式包裹在针状埃洛石中,和/或以离子形式被选择性吸附于埃洛石表面。 展开更多

关键词 江西赣南 稀土 高岭石 埃洛石 Ce异常

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白云鄂博稀土氟碳酸盐矿物的LA-ICP-MS多元素基体归一定量分析方法研究 被引量：10

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作者 范晨子 詹秀春 +1 位作者 曾普胜 胡明月 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期609-616,共8页

研究稀土氟碳酸盐矿物的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)成分分析方法能为认识稀土矿床成因提供新的、简便的技术手段。本文选取白云鄂博产的氟碳铈矿和黄河矿,通过对常规基体归一定量法改进,按照稀土氟碳酸盐矿物的晶格配位... 研究稀土氟碳酸盐矿物的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)成分分析方法能为认识稀土矿床成因提供新的、简便的技术手段。本文选取白云鄂博产的氟碳铈矿和黄河矿,通过对常规基体归一定量法改进,按照稀土氟碳酸盐矿物的晶格配位模式对Ba、Ca元素以(Ba,Ca)CO_3的形式、轻稀土以REECO_3F的形式进行加和归一计算,获得的成分数据结果与电子探针和内标法结果基本吻合。该方法可在ICP-MS因电离能过高、不能准确测量C、F元素的情况下通过基体归一法实现稀土氟碳酸盐矿物多元素的定量分析,并且可替代繁琐的内标法,简化了LA-ICP-MS测试流程。多尺寸束斑条件数据比对结果表明,5μm小束斑条件下数据质量差,但10μm束斑条件下获得的氟碳铈矿成分与其他大束斑条件下的结果较为接近,基本能够满足小颗粒稀土氟碳酸盐矿物元素成分的测定。 展开更多

关键词 稀土氟碳酸盐矿物 白云鄂博 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法 基体归一 小束斑

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云南安宁水系沉积污染物分布特征与风险评价 被引量：7

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作者 范晨子 刘永兵 +4 位作者 赵文博 刘成海 袁继海 郭威 郝乃轩 《岩矿测试》 CSCD 北大核心 2021年第4期570-582,共13页

云南安宁是长江经济带上游重要的工业、矿业城市,是滇中新区经济发展和生态文明建设的支点。对安宁地区地球化学水系沉积物、水文地质等方面的调查尚停留在二十世纪七八十年代,而近年来人类生产生活对生态环境造成的影响也不明确。为揭... 云南安宁是长江经济带上游重要的工业、矿业城市,是滇中新区经济发展和生态文明建设的支点。对安宁地区地球化学水系沉积物、水文地质等方面的调查尚停留在二十世纪七八十年代,而近年来人类生产生活对生态环境造成的影响也不明确。为揭示安宁地区水系沉积物污染状况、空间分布特征与潜在生态风险,本文以2019年采集的云南安宁地区水系表层沉积物为研究对象,利用X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、气相色谱-质谱等方法系统分析其中常量元素、微量元素和16种优先控制的多环芳烃(PAHs)含量和空间分布特征,采用地累积指数法、Hankanson潜在生态风险指数法对8种典型重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Hg)以及采用质量基准法对PAHs进行了生态风险评价。结果表明:①水系沉积物中的重金属含量不同程度地高于中国全国和南方水系沉积物背景值,且变异程度较高、空间分布不均,Cd、Hg和As的潜在生态风险处于中等到严重等级;②∑PAHs平均含量为20856.0ng/g,较长江流域均值显著偏高,16种单体检出率接近100%,但PAHs总体生态风险较低,石化工业和石油燃料的燃烧是PAHs主要来源;③污染物重点潜在生态风险主要集中于普渡河流域螳螂川沿岸钢铁、化工等厂矿周边。本研究结果为加强流域工业点源污染监管、减少和控制工业污水排放提供了科学依据。 展开更多

关键词 安宁地区 水系沉积物 重金属 多环芳烃 X射线荧光光谱法 电感耦合等离子体质谱法 气相色谱-质谱法 生态风险

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西南地区典型工矿业城市土壤—作物系统中重金属和硒元素特征及评价 被引量：2

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作者 范晨子 郭威 +3 位作者 袁继海 郝乃轩 赵九江 刘成海 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第8期1909-1919,共11页

【目的】查明西南地区典型工矿业城市—云南安宁地区农作物及根系土壤重金属和硒元素的分布特征,掌握该区域农产品中重金属污染现状以及有益元素硒含量现状,促进科学管理和使用土地,保障食品安全,促进农业经济健康发展。【方法】野外采... 【目的】查明西南地区典型工矿业城市—云南安宁地区农作物及根系土壤重金属和硒元素的分布特征,掌握该区域农产品中重金属污染现状以及有益元素硒含量现状,促进科学管理和使用土地,保障食品安全,促进农业经济健康发展。【方法】野外采集水稻、玉米、食用玫瑰、水果、豆类蔬菜和烟叶及对应根系土壤样品,实验室测定分析根系土壤及农作物中的重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn和Se含量。分别采用了Hankanson潜在生态风险指数法和单项污染指数法对土壤和农作物中重金属污染状况进行评价,并开展相关性分析。【结果】水稻根系土有17%样点Cd、食用玫瑰根系土有5%样点Pb以及烟叶根系土有8%样点As超标,其余均达到相关标准。根系土壤中Hg、Cd、As、Pb潜在生态风险高,尤其Hg达到了极强风险。农作物中Cd、Pb、Hg在一定程度超过相关标准,水稻中Cd、Pb、Hg超标率分别为17%、17%和5%,玉米和食用玫瑰中Pb超标率分别为5%和10%。土壤中高风险Hg在农作物的可食用部分富集程度不显著。水稻籽粒中Cd和Se分别与土壤Cd和Se含量呈现正相关性。【结论】安宁地区农作物重金属含量总体处于基本安全水平,研究区土壤重金属元素虽富集,但其在作物籽粒、果实、叶片等可食用部分富集程度不高,仅在水稻中Cd、Pb存在部分超标,籽粒中Cd主要来自于受工业企业三废排放污染的低pH土壤。 展开更多

关键词 云南安宁 根系土壤 农作物 重金属 硒

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云南省安宁地区土壤重金属等元素生态地球化学调查与评价 被引量：1

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作者 范晨子 袁继海 +6 位作者 刘成海 郭威 孙冬阳 刘崴 赵九江 胡俊栋 赵令浩 《物探与化探》 CAS 北大核心 2022年第3期761-771,共11页

云南省安宁市是长江上游滇中经济发展和生态文明建设的重要地区。本文以2018~2020年度在安宁地区系统采集的表层土壤样品为研究对象,对研究区表层土壤重金属等元素含量特征和富集程度进行研究,利用地累积指数和潜在生态风险评价指数对... 云南省安宁市是长江上游滇中经济发展和生态文明建设的重要地区。本文以2018~2020年度在安宁地区系统采集的表层土壤样品为研究对象,对研究区表层土壤重金属等元素含量特征和富集程度进行研究,利用地累积指数和潜在生态风险评价指数对土壤重金属的生态风险进行评价,并采用相关性和主成分分析其来源。结果表明,研究区土壤重金属Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg以及放射性元素U显著高于云南省土壤背景值,且变异程度较高,空间分布不均;重金属Cr地质异常累积程度最高,As、Cd和Hg潜在生态风险等级高,生态风险主要集中在磷矿采区及螳螂川流域钢铁厂、化工厂周边。研究区土壤中Cr、Ni、Cu可能更多地来源于成土母质;Cd、Pb、Zn和As高含量区受人为活动的影响较为显著;Hg可能存在复合污染源。本研究结果将为识别安宁地区土壤重金属的来源及当地土地资源安全管护提供科学依据。 展开更多

关键词 云南安宁 土壤 重金属 生态地球化学

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长江经济带生态修复示范关键技术及其应用 被引量：12

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作者 姜月华 倪化勇 +27 位作者 周权平 程知言 段学军 朱志敏 吴吉春 任海彦 范晨子 杨晋炜 陈超 胡建 王晓龙 姜夏烨 刘永兵 杨海 郭威 冯乃琦 魏广庆 金阳 杨辉 刘林 梅世嘉 张鸿 陈澎军 袁继海 齐秋菊 吕劲松 顾轩 刘鹏 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1305-1333,共29页

围绕长江大保护,笔者近年探索形成滨海盐碱地、长江滨岸湿地、沿江化工污染场地、重金属污染场地和废弃矿山等5种类型生态修复示范关键技术,取得重要进展和应用成效:(1)探索形成南通滨海盐碱地“工程、结构、生物和农艺改良”等关键技... 围绕长江大保护,笔者近年探索形成滨海盐碱地、长江滨岸湿地、沿江化工污染场地、重金属污染场地和废弃矿山等5种类型生态修复示范关键技术,取得重要进展和应用成效:(1)探索形成南通滨海盐碱地“工程、结构、生物和农艺改良”等关键技术体系,建立了盐碱地水-盐运移环境实时动态监测体系,实现海水稻、玉米和油菜等系列农产品产业化,有效服务沿海地区盐碱地优质利用与国土空间规划。(2)提出江苏启东长江沿江湿地“生境优化、植物优选、多样性调控”综合生态修复技术,形成湿地休闲观光区、湿地生物多样性保护区和湿地尾水深度净化区等三大生态功能区,修复成果取得较好生态与社会效益。(3)创新有机污染探测技术,查明某典型化工园区地下“隐性”污染,精确圈定主要污染物深度,明确以硝基苯、苯、苯胺等为主的污染物类型,提出了污染修复深化建议,得到当地市政府、环保部门采纳建议方案,有效支撑服务有机化工废弃场地再开发。(4)研发耐镉转基因特有植物材料与高效修复功能微生物,探索形成沿江高镉土壤微生物-植物互作修复模式,为下一步微生物改良剂研制和规模化修复奠定重要基础。(5)形成云南安宁磷矿尾矿堆场生态修复和四川攀枝花钒钛磁铁矿尾矿资源化、减量化利用关键技术,有力支撑废弃矿山生态保护修复和尾矿资源化利用。 展开更多

关键词 生态修复 盐碱地 湿地 有机污染 镉污染 尾矿 废弃矿山 地质调查工程 长江经济带

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榍石LA-ICP-MS U-Pb定年技术研究 被引量：11

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作者 袁继海 孙冬阳 +3 位作者 赵令浩 范晨子 胡明月 詹秀春 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2059-2069,共11页

榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以^(206)Pb/^(238)U为例,采用基体归一化因子(F_(AVG))评估了锆石与榍石U-Pb定年... 榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以^(206)Pb/^(238)U为例,采用基体归一化因子(F_(AVG))评估了锆石与榍石U-Pb定年标准的基体效应,结果显示榍石F_(AVG)几乎都大于1.20,而锆石F_(AVG)明显都小于1.20,表明锆石与榍石U-Pb定年标准存在显著的基体效应。以BLR-1榍石标准为外部校准标样,OLT1榍石获得的谐和年龄1014.9±4.8Ma(95%置信水平,n=23,MSWD=0.32)与SHRIMP谐和年龄1017.1±3.6Ma及ID-TIMS谐和年龄1014.6±1.3 Ma在误差范围内一致,同时获得^(206)Pb/^(238)U、^(207) Pb/^(235) U、^(207) Pb/^(206) Pb加权平均年龄在误差范围内与其谐和年龄一致;而以91500锆石为外部校准标样,OLT1榍石获得的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为891.3±9.5 Ma(n=23,MSWD=5.3),与ID-TIMS测得的谐和年龄相比偏低约12%。经^(207)Pb法校正后,TCB榍石获得的^(206)Pb/^(238) U加权平均年龄1015.6±6.2 Ma(n=16,MSWD=0.84)与ID-TIMS谐和年龄1018.1±1.7Ma在误差范围内一致。本研究表明,采用基体匹配的榍石标准为外部标样,利用LA-ICP-MS对榍石进行U-Pb定年也能获得与ID-TIMS相一致的年龄,精度(2RSE)小于2%。 展开更多

关键词 榍石U-Pb定年 普通Pb校正 基体效应 LA-ICP—MS 副矿物

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