非传统稳定同位素分析技术要点     

白江昊  刘芳  张兆峰  安亚军  李欣  薛永丽  徐玉明 《地学前缘》2020,27(3):1-13

高精度高质量的同位素分析技术是开展非传统稳定同位素地球化学工作的前提。同位素分析是不断提取样品真实信息的过程,包括样品制备、化学分离、质谱测定和数据处理4个基本步骤。在同位素分析过程中,每一环节都有可能引入空白或者污染,或造成同位素分馏,引发信息“失真”。为了准确获得样品的真实同位素组成,必须有效避免污染并精准校正在分析过程中可能的干扰。以Ca同位素为例,在总结前人工作的基础上,探讨了各个步骤所涉及的分析要点,为建立其他同位素体系的分析方法提供参考,为后续储库探讨、机理解析及应用研究提供技术支撑。  相似文献   

Evaluating soil moisture estimation from ground-penetrating radar hyperbola fitting with respect to a systematic time-domain reflectometry data collection in a boreal podzolic agricultural field     

Chameera Illawathure  Gary Parkin  Sébastien Lambot  Lakshman Galagedara 《水文研究》2020,34(6):1428-1445

The upper 30 cm of the soil profile, which hosts the majority of the root biomass, can be considered as the shallow agricultural root zone of most temperate crops. The electromagnetic wave velocity in the soil obtained from reflection hyperbolas in ground-penetrating radar (GPR) data can be used to estimate soil moisture (SM). Finding shallow hyperbolas in a radargram and minimizing the subjective error associated with the hyperbola fitting are the main challenges in this approach. Nevertheless, we were motivated by the recent improvements of hyperbola fitting algorithms, which can reduce the subjective error and processing time. To overcome the difficulty of finding very shallow hyperbolas, we applied the hyperbola fitting method to reflections ranging from 27- to 50-cm depth using a 500-MHz centre-frequency GPR and compared the estimated moisture with vertically installed, 30-cm-long time-domain reflectometry (TDR) sensors. We also compared TDR and GPR sample areas in a 2-D plane using different GPR survey types and different hyperbola depths. SM measured with TDR and GPR were not significantly different according to Mann–Whitney's test. Our analyses showed that a root mean square error of 0.03 m³ m⁻³ was found between the two methods. In conclusion, the proposed method might be suitable to estimate SM with an acceptable accuracy within the root zone if the soil profile is fairly uniform within the application depth range.  相似文献   

特殊地质样品中钼同位素分析的化学前处理方法研究     

闻静  张羽旭  温汉捷  朱传威  樊海峰 《岩矿测试》2020,39(1):30-40

Mo同位素的研究在地学领域应用广泛,它可以示踪Mo的全球循环、古海洋氧化还原条件、成矿过程、天体演化过程等。应用多接收电感耦合等离子体质谱法(MC-ICP-MS)分析Mo同位素比值前需对样品进行分离纯化,以富集Mo和去除Zr、Ru、Fe、Mn等干扰元素。处理某些Fe含量特别高且Ca含量也高的特殊地质样品(如含大量黄铁矿的钙质泥岩、钙质页岩等),若根据传统的阴阳离子交换树脂双柱法,需多次使用阳离子交换树脂分离Fe,步骤较繁琐且Mo回收率也会降低,而根据传统的阴离子交换树脂单柱法,使用1mol/L氢氟酸-0.5mol/L盐酸介质会产生较多CaF_2沉淀影响分离纯化效果。针对此类特殊地质样品,本实验使用同一阴离子树脂柱(AG1-X8,100～200目)对样品进行两次淋洗,第一次使用6mol/L盐酸,第二次使用1mol/L氢氟酸-0.1mol/L盐酸和6mol/L盐酸。结果表明Mo的回收率96%,干扰元素的去除效果好,尤其是Ru的去除率接近100%,比原方法提高了约12%。对实际样品进行实验的结果也显示,Mo的回收率和干扰元素的去除都符合要求,δ~(98/95)Mo测定值与文献报道值一致。改进后的阴离子交换树脂单柱-二次淋洗法适用于Fe、Ca含量较高的特殊样品,降低了分析成本,也适用于绝大多数地质样品。  相似文献   

关键金属元素分析测试技术方法应用进展   总被引：7，自引：5，他引：2  

李超  王登红  屈文俊  孟会明  周利敏  樊兴涛  李欣尉  赵鸿  温宏利  孙鹏程 《岩矿测试》2020,39(5):658-669

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。  相似文献   

利用GLAS激光测高数据评估DSM产品质量及精度优化   总被引：2，自引：0，他引：2  

胡柳茹  唐新明  李国元  付冬暇  窦显辉  赵世湖 《测绘通报》2019,(11):39-43

提出了一种利用卫星激光测高数据直接优化提升数字表面模型（DSM）产品精度的方法。选取境外中亚地区的资源三号DSM开展试验，通过采用多准则约束方法提取激光高程控制点，分别利用偏度、中值、线性、二次多项式等进行DSM误差修正，发现4种模型均能有效消除DSM系统误差，其中基于二次多项式的方法更适用于平地和丘陵地貌，线性模型更适用于高山地貌。试验验证了采用卫星激光测高数据优化境外DSM技术流程的可行性，最终可提高DSM的绝对高程精度。  相似文献   

四川雅安地区古冲积扇主量元素特征及其意义     

姜大伟  张世民 《第四纪研究》2020,(1):105-113

第四系是与人类生活关系密切的地层,山区地带的第四系主要由河流沉积物组成,这些沉积物的表面风化程度具有重要的环境意义。四川省雅安市地区发育了中更新统砾石层构成的古冲积扇名邛冲积扇和丹思冲积扇,现今废弃于岷江与青衣江之间,遭受了不同程度的侵蚀风化。对两个冲积扇不同位置采集样品,尝试利用主量元素分析冲积扇的风化程度。经过实验发现,主量元素分析可以很好地应用于第四系的测试,砾石间填充的基质砂能够合理反映沉积物经历的风化过程。实验结果表明,沉积物主量元素中长石矿物元素Ca、Na大量流失,而稳定矿物元素Si、Ti等偏高,说明冲积扇经历了长期的风化淋溶作用。A-CN-K图解体现出冲积扇经历了早期的斜长石风化,已经进入以钾长石和伊利石风化为标志的中期阶段。Pettijohn图解表明名邛冲积扇样品含有更多的石英砂岩,沉积物的成熟度较高。这些指标说明名邛冲积扇相比丹思冲积扇经历了更强的风化作用。结合冲积扇的年龄发现,风化速度随年龄的增长呈现减速的特征,体现了风化作用的阶段性.  相似文献   

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定超细粒度岩石和土壤样品中的稀土元素   总被引：2，自引：1，他引：1  

王娜  徐铁民  魏双  王家松  曾江萍  张楠 《岩矿测试》2020,39(1):68-76

应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析岩石和土壤样品中稀土元素的含量,取样量可低至数毫克级,但200目样品粒度要求分析取样100mg才能保证代表性,导致ICP-MS灵敏度高、取样量小的优势难以得到充分发挥。本文研究了研磨方式、研磨时间、物料比对超细粒度土壤和岩石样品制备的影响,结果表明采用乙醇作为分散剂进行湿法球磨,200目粒度的土壤、岩石样品分别研磨10min和15min,土壤样品的物料比采用物料7g、研磨球500个、分散剂45mL,岩石样品的物料比选取物料5g、研磨球500个、分散剂45mL,细化程度最佳。在此条件下制备的超细粒度土壤标准物质GBW07404、GBW07447的粒径分布D_(95)可低至7.51μm、7.05μm,超细粒度岩石标准物质GBW07104、GBW07121的D_(95)可低至8.42μm、8.30μm。在硝酸-氢氟酸-过氧化氢酸溶体系中微波消解处理超细粒度岩石标准物质GBW07104,取样量减少至5mg,总用酸量减少至0.25mL,消解时间降低为25min,稀土元素的测定值与认定值基本一致,相对标准偏差在1.64%～5.21%之间。该方法用于分析其他超细粒度标准物质(GBW07404、GBW07447和GBW07121)中的稀土元素,相对误差为0.17%～6.60%,满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》的一级标准。  相似文献   

扎鲁特地区无烟煤分子结构特征和模型构建     

张帅  马汝嘉  刘路  张浩  刘钦甫 《煤田地质与勘探》2020,48(1):62-69

为了构建内蒙古扎鲁特地区无烟煤的分子结构模型，采用工业分析、元素分析、核磁共振碳谱、高分辨率透射电镜和X射线光电子能谱等测试方法对该地区无烟煤的分子结构进行研究。结果表明无烟煤分子结构中以芳香碳为主，脂肪碳以短烷基侧链和环烷烃为主。煤分子结构中氧原子主要以酚羟基和醚氧基的形式存在，氮原子主要以吡咯型氮和吡啶型氮的形式存在，硫原子主要的赋存形态是硫醇硫酚。结合由核磁共振碳谱测得的煤结构参数和由高分辨率透射电镜测得的芳香环尺寸和含量，构建了无烟煤大分子平均结构模型。对构建的模型进行了结构优化与能量分析，发现煤分子结构的芳香片层趋于平行排列，非键结势能中的范德华力是保持煤结构稳定的主要因素。本研究为采用分子动力学模拟从分子尺度研究扎鲁特地区无烟煤在石墨化过程中，其芳香碳层的拼叠过程及其反应路径提供了模型基础。   相似文献   

Slope stability analysis using evolutionary optimization techniques          下载免费PDF全文

A.H. Gandomi  A.R. Kashani  M. Mousavi  M. Jalalvandi 《国际地质力学数值与分析法杂志》2017,41(2):251-264

Slope stability optimization, in the presence of a band of a weak layer between two strong layers, is accounted for in complicated geotechnical problems. Classical optimization algorithms are not suitable for solving such problems as they need a proper preliminary solution to converge to a valid result. Therefore, it is necessary to find a proper algorithm which is capable of finding the best global solution. Recently a lot of metaheuristic algorithms have been proposed which are able to evade local minima effectively. In this study four evolutionary algorithms, including well‐known and recent ones, such as genetic algorithm, differential evolution, evolutionary strategy and biogeography‐based optimization (BBO), are applied in slope stability analysis and their efficiencies are explored by three benchmark case studies. Result show BBO is the most efficient among these evolutionary algorithms and other proposed algorithms applied to this problem. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

Selection of sand models and identification of parameters using an enhanced genetic algorithm          下载免费PDF全文

Yin‐Fu Jin  Zhen‐Yu Yin  Shui‐Long Shen  Pierre‐Yves Hicher 《国际地质力学数值与分析法杂志》2016,40(8):1219-1240

Numerous constitutive models of granular soils have been developed during the last few decades. As a consequence, how to select an appropriate model with the necessary features based on conventional tests and with an easy way of identifying parameters for geotechnical applications has become a major issue. This paper aims to discuss the selection of sand models and parameters identification by using genetic algorithm. A real‐coded genetic algorithm is enhanced for the optimization with high efficiency. Models with gradually varying features (elastic‐perfectly plastic modelling, nonlinear stress–strain hardening, critical state concept and two‐surface concept) are selected from numerous sand models as examples for optimization. Conventional triaxial tests on Hostun sand are selected as the objectives in the optimization. Four key points are then discussed in turn: (i) which features are necessary to be accounted for in constitutive modelling of sand; (ii) which type of tests (drained and/or undrained) should be selected for an optimal identification of parameters; (iii) what is the minimum number of tests that should be selected for parameter identification; and (iv) what is the suitable and least strain level of objective tests to obtain reliable and reasonable parameters. Finally, a useful guide, based on all comparisons, is provided at the end of the discussion. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献