基于地面反射波谱的溶液中稀土浓度定量评估研究

发布时间：2020-08-06 19:03

【摘要】：离子吸附型稀土矿是1969年在我国江西首次发现的一种新型外生稀土矿。近几年来,随着稀土价值的不断攀升,稀土非法开采和滥采行为日益严重,造成稀土资源的流失和污染问题较为突出。针对稀土资源流失及污染问题,稀土矿山浸液池及周边河流中稀土浓度的快速评估具有十分重要的意义。传统溶液中稀土浓度的评估主要基于实验室分析测试方法,具有测试周期较长且成本较高等缺点,因此急需研究一种快速、廉价、准确评估溶液中稀土浓度的技术方法。地面反射波谱测量技术是一种快速、廉价、无损地获取样品波谱特征的技术手段。波谱吸收特征一般和物质成分具有密切联系,其中描述波谱吸收特征的参数如波谱吸收深度可以定量评估样品化学组成,已成功应用于土壤学、矿物学及植被学研究中。但是溶液中稀土元素的反射波谱特征及与其化学浓度之间的关系研究工作较少。论文基于赣南稀土矿区采集的10个稀土溶液样品及实验室配制的25个稀土溶液样品,运用美国ASD FieldSpec 3便携式地物波谱仪和ICP-MS等离子质谱仪分别获取了样品的波谱特征和稀土浓度,结合前人对稀土元素波谱吸收特征的研究成果,分析得出溶液中的稀土元素波谱特征呈现出水体和稀土氧化物的混合特性,在可见光—近红外波段有6个明显的稀土元素特征吸收谷和若干次级吸收谷；选取反射率、反射率微分、相对吸收深度等特征参数与稀土浓度进行相关分析,结果表明6个稀土特征吸收波段的相对吸收深度与稀土浓度高度线性相关,相关系数可达97%以上；针对6个稀土特征吸收谷的两种相对吸收深度(原始波谱、与水体的比值波谱分别得到的相对吸收深度)和稀土总浓度进行线性回归分析,建立了稀土浓度的室内定量反演模型,并运用实验室配样研究确定了溶液中稀土浓度定量反演的浓度下限大约为30ppm,通过野外样品15种稀土元素浓度分别与6个稀土特征吸收的相关分析可以判断稀土大类(轻稀土与重稀土)。这一研究成果可用于稀土矿周边河流中稀土污染的定量-半定量快速评估,同时对其他介质如风化壳或岩石中稀土含量的定量-半定量研究起到了良好的启示作用,此研究成果也可以为稀土矿物及元素的航空及航天高光谱遥感信息提取研究提供理论支撑。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O652;X87
【图文】：

研究区位于媝州市南部。Q\0州市位于

本文编号：2782834