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基于大数据和机器学习方法的含铈矿物生态学研究
1
作者 古丽妮尕尔 邢介奇 +8 位作者 康石长 席佳鑫 林枭举 杨宜坪 杨莉 杨波 孟文祥 鲜海洋 朱建喜 《地球化学》 北大核心 2025年第4期575-584,I0009-I0012,共14页
稀土是发展能源转换、超导和量子工程等高新技术领域不可替代的战略性矿产资源。然而,对于稀土矿物分布、多样性和共生规律的认识极为不足。前人通过大数据和机器学习方法对Be、B和C等矿物生态学和矿物共生网络的研究,识别矿物共生组合... 稀土是发展能源转换、超导和量子工程等高新技术领域不可替代的战略性矿产资源。然而,对于稀土矿物分布、多样性和共生规律的认识极为不足。前人通过大数据和机器学习方法对Be、B和C等矿物生态学和矿物共生网络的研究,识别矿物共生组合隐藏的规律,预测总矿物种数、可能的化学组分和成矿环境,为寻找新矿物以及有效利用矿产资源提供新方向。本文立足于Mindat和RRUFF数据库提供的地球近地表166种含Ce矿物的矿物学信息,通过大量罕见事件(LNRE)模型预测:地球近地表至少存在223±3种含Ce矿物,还有57±3种含Ce矿物尚未被发现,包括39±3种含O矿物、36±11种含H矿物、50±1种含Si矿物、45±22种含Ca矿物、39±5种含Na矿物、28±5种含C和23±2种含F矿物。这些尚未被发现的矿物多数与碳酸盐岩演化的不同阶段相关。此外,Ce的矿物网络分析结果表明,含Ce矿物被划分为4种不同的成矿环境,暗示新的含Ce矿物成矿环境。本研究为开展其他稀土元素的矿物生态学和矿物共生网络研究提供研究思路和方法,对发现稀土新矿物以及有效利用稀土矿产资源具有重要指导意义。 展开更多
关键词 含Ce矿物 大数据 机器学习 大量罕见事件频率分布 矿物共生网络分析
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基于MIF法的几种黏土矿物X射线衍射定量研究 被引量：2
2
作者 周翔 刘冬 +4 位作者 卜红玲 宋弘喆 杜培鑫 袁鹏 刘红梅 《中国矿业》 北大核心 2018年第11期121-127,共7页
国际上近年来兴起了一种新的黏土矿物定量方法——矿物强度因子(mineral intensity factor,MIF)法。该法通过某种黏土矿物特定、唯一的MIF值进行定量,较之国内主要使用的修正Schultz法和参比强度(reference intensity ratio,RIR)法更为... 国际上近年来兴起了一种新的黏土矿物定量方法——矿物强度因子(mineral intensity factor,MIF)法。该法通过某种黏土矿物特定、唯一的MIF值进行定量,较之国内主要使用的修正Schultz法和参比强度(reference intensity ratio,RIR)法更为准确,然而已报道的黏土矿物MIF值并不全面,缺失了几种常见的重要黏土矿物MIF值。本文选取不同产地的纯相黏土矿物,通过人工配样的方法,对已有的MIF值进行验证,并增补了伊利石和蒙脱石的MIF值,蒙脱石的MIF值为0.093,伊利石的MIF值为0.084。 展开更多
关键词 黏土矿物 定量分析 X射线衍射 MIF法
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高岭石结构缺陷的~1H MAS NMR和Raman研究 被引量：1
3
作者 王林江 吴大清 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第5期567-570,共4页
高岭石为典型的二八面体1∶1型层状硅酸盐矿物,其结构单元层由SiO4四面体片和AlO6八面体片沿c轴堆垛而成,单元层厚度～0.717 nm,层间由氢键连结.自1930年Pauling发现高岭石的晶体结构(Al2SiO5(OH)4)以来,晶体学家和矿物学家们用X射线及... 高岭石为典型的二八面体1∶1型层状硅酸盐矿物,其结构单元层由SiO4四面体片和AlO6八面体片沿c轴堆垛而成,单元层厚度～0.717 nm,层间由氢键连结.自1930年Pauling发现高岭石的晶体结构(Al2SiO5(OH)4)以来,晶体学家和矿物学家们用X射线及中子衍射、X射线单晶分析和电子衍射等方法对高岭石的晶体结构进行了广泛研究[1～3].但是由于高岭石颗粒非常细小,难以找到作为标准单晶分析的足够大晶体.通常用作高岭石单晶分析的样品并非真正的单晶体,而可能是晶体在相同方向的堆垛.准确确定其晶体结构比较困难,对高岭石空间群的认识就有C1空间群[4]和P1空间群[5]两种观点.分歧的焦点是高岭石结构中的质子位置. 展开更多
关键词 高岭石 结构缺陷 质子核磁共振谱 拉曼光谱 结晶度指数 层状硅酸盐矿物
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广州周边地区地表水稀土元素污染特征及来源解析 被引量：1
4
作者 邓丽明 王园园 +3 位作者 尹小玲 朱建喜 林卓玲 黄爱琳 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期64-76,共13页
以广州市周边地区地表水为研究对象,测定地表水中溶解态稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的浓度,采用单因子评价指数、内梅罗综合污染指数以及潜在生态风险指数对地表水中溶解态稀土元素进行污染和风险... 以广州市周边地区地表水为研究对象,测定地表水中溶解态稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的浓度,采用单因子评价指数、内梅罗综合污染指数以及潜在生态风险指数对地表水中溶解态稀土元素进行污染和风险评价,通过APCS-MLR受体模型对广州市周边城区地表水中溶解态稀土元素的来源进行定量化解析,探究高度城市化的非矿区地表水中稀土元素的浓度分布特征。结果表明,研究区地表水溶解态稀土元素La、Ce、Nd、Pr、Gd、Dy、Sm、Er、Yb、Ho、Tb、Eu、Tm和Lu的平均浓度分别是背景值的6.97、5.15、4.06、4.58、1.58、1.71、1.14、1.26、1.22、1.67、1.33、0.47、0.83和0.80倍,表明广州市周边地区地表水中稀土元素可能存在富集现象,尤其是La、Ce、Nd和Pr等轻稀土元素。空间分布特征表明,稀土元素浓度较高的区域集中在位于广州市市内的石门山、黄山鲁和白云山,推断轻稀土元素浓度可能会受到城市中剧烈的人为活动影响。单因子污染指数结果表明,研究区地表水主要受轻稀土元素(La、Ce、Pr和Nd)污染;内梅罗综合污染指数分析表明,石门山、罗浮山、白云山和黄山鲁采样区地表水中稀土元素属于重度污染水平。潜在生态风险评价结果表明,轻稀土元素La、Ce、Pr和Nd为主要污染因子,石门山、白云山和黄山鲁采样区地表水中稀土元素污染属于中度风险水平;罗浮山和帽峰山属于低风险水平。皮尔逊相关性分析显示研究区地表水中稀土元素之间存在较强的相关性;由APCS-MLR受体模型分析得出2个主要污染源(源1和源2)和未解析源(源3),源1为自然源,贡献率为80.96%~99.12%,为研究区地表水稀土元素的主要来源;源2为人为源,主要由交通运输、工业活动等引起,其贡献率为0.32%~8.67%,是研究区地表水稀土元素的第二大来源。 展开更多
关键词 高度城市化地区 溶解态稀土元素 污染特征 潜在生态风险 APCS-MLR受体模型
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广州及附近地区地表水中稀土元素空间分异的景观效应探析
5
作者 黄爱琳 尹小玲 +3 位作者 王园园 朱建喜 邓丽明 林田 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期53-63,共11页
景观格局与生态过程的关系一直都是地球科学研究中关注的重点,地表水中稀土元素的迁移是一种连贯的地球化学行为,也可能受到景观格局的影响。本研究基于景观视角,对广州及周边5个区域的地表水进行采样,结合土地利用数据与数字高程数据,... 景观格局与生态过程的关系一直都是地球科学研究中关注的重点,地表水中稀土元素的迁移是一种连贯的地球化学行为,也可能受到景观格局的影响。本研究基于景观视角,对广州及周边5个区域的地表水进行采样,结合土地利用数据与数字高程数据,分析各采样区地表水中稀土元素浓度分布特征,并以各采样点为中心进行不同空间尺度的缓冲区分析,计算各缓冲区内的景观格局指数,通过Spearman相关性分析与冗余分析(RDA)定量研究地表水中稀土元素浓度与地形因子以及景观格局指数的关系。结果表明:①地表水中稀土元素的空间分异程度与高程存在显著正相关关系,海拔越高,地表水中稀土元素浓度越高,而与坡度、坡向无明显相关关系。②地表水中稀土元素浓度与景观格局指数存在显著相关关系,景观异质性程度越高,地表水中稀土元素浓度越低,反之景观连接度越好,地表水中稀土元素浓度越高。③不同空间尺度下景观格局对地表水中稀土元素浓度的影响具有明显差异,多数景观格局指数与地表水中稀土元素浓度的相关性在缓冲区空间尺度达到4000 m以上时才最显著,且在4000 m缓冲区中景观格局指数对地表水中稀土元素浓度的解释度最高。若通过景观规划对区域地表水中稀土元素浓度进行有效管控,景观格局调控的空间尺度应该在4000 m以上才会取得显著的效果。 展开更多
关键词 地表水 稀土元素 地形 景观格局 空间异质性
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离子吸附型稀土矿床形成的矿物表/界面反应机制 被引量：20
6
作者 梁晓亮 谭伟 +2 位作者 马灵涯 朱建喜 何宏平 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期29-41,共13页
华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变... 华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变质岩及火山岩的风化壳中。基岩中的(含)稀土矿物是风化壳中离子态稀土的主要来源,其矿物组合很大程度上决定了稀土矿床的禀赋和分异特征。在物理-化学风化和微生物作用下,造岩矿物、含稀土矿物和稀土独立矿物逐渐溶解,使稀土元素活化和再富集。一方面,母岩风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物具有较大的比表面积和一定的表面电荷密度,是稀土离子的主要载体;另一方面,稀土离子通过离子交换、表面吸附与络合、共沉淀,以及形成次生稀土矿物等途径富集在次生矿物表面,其富集-分异特征和赋存状态受矿物类型、pH、微生物活动等因素所控制。利用高分辨透射电镜结合选区电子衍射和电子能量损失谱,以及同步辐射X射线吸收精细结构谱,有望在原子级尺度查明稀土的微观赋存状态。未来研究需更多关注基岩中(含)稀土矿物组合及其演化路径的制约因素、微生物风化对离子吸附型稀土矿床成矿作用的约束,以及稀土元素的微观赋存状态等问题。 展开更多
关键词 离子吸附型稀土矿床 矿物溶解 矿物演化 稀土元素富集-分异 微生物风化 矿物表/界面反应
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钴类质同象置换对黄铁矿氧化产活性氧性能的影响机制
7
作者 李亚欢 黄娥 +1 位作者 夏玉林 梁晓亮 《地球化学》 北大核心 2025年第4期585-594,共10页
黄铁矿(FeS_(2))是地壳中分布最广的硫化物矿物。由于其形成于还原环境,暴露于地表后会发生氧化作用,产生过氧化氢(H_(2)O_(2))和羟基自由基(·OH)等活性氧物种,影响元素和环境物质的迁移和转化,相关过程及其反应机制受到广泛关注... 黄铁矿(FeS_(2))是地壳中分布最广的硫化物矿物。由于其形成于还原环境,暴露于地表后会发生氧化作用,产生过氧化氢(H_(2)O_(2))和羟基自由基(·OH)等活性氧物种,影响元素和环境物质的迁移和转化,相关过程及其反应机制受到广泛关注。黄铁矿结构中广泛存在类质同象置换。相比于纯黄铁矿,钴(Co)含量为3.6%的黄铁矿氧化会产生更多H_(2)O_(2)和·OH,但相关增强机制及其影响因素尚未明确。因此,本研究制备不同Co含量的类质同象置换黄铁矿,通过系统的结构、表面性质表征和模拟实验,探究Co置换对黄铁矿氧化产活性氧性能的影响机制。结果表明,在Co含量为1.0%~7.8%范围内,随Co置换量增加,黄铁矿氧化产·OH活性增强,而产H_(2)O_(2)浓度降低,同时产·OH机制由均相Fenton反应向非均相Fenton反应转变,与Co置换提高黄铁矿的电导率有关。上述认识有助于理解和掌握黄铁矿的氧化机制及其地球化学意义。 展开更多
关键词 黄铁矿 Co类质同象置换 过氧化氢 羟基自由基 FENTON反应
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菱镁矿煅烧参数优化及其产物水化动力学解析 被引量：6
8
作者 张强 何宏平 陶奇 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期699-706,共8页
菱镁矿煅烧参数设计是调控产物活性的关键,产物活性及水化动力学是其利用过程中的重要特性。利用田口试验方法对菱镁矿煅烧参数进行优化。结果表明:试验优化条件为煅烧温度650℃,保温时间90 min,升温速率20℃/min及粒径大小42μm。在此... 菱镁矿煅烧参数设计是调控产物活性的关键,产物活性及水化动力学是其利用过程中的重要特性。利用田口试验方法对菱镁矿煅烧参数进行优化。结果表明:试验优化条件为煅烧温度650℃,保温时间90 min,升温速率20℃/min及粒径大小42μm。在此优化条件下产物水化率达到58.37%(70℃水化1 h)。各煅烧参数对产物活性的影响由大到小的顺序为煅烧温度、粒度大小、保温时间、升温速率。优化产物中氧化镁晶粒较小,结晶度较低,比表面积较大(71.55 m^2/g);在优化产物水化过程中,升高温度可显著加快水化反应的进行;水化动力学过程属于化学反应控制类型,反应的表观活化能为27.94 k J/mol。在较高温度条件下,动力学过程由化学反应控制类型逐渐转变为内扩散控制类型。 展开更多
关键词 菱镁矿 煅烧参数 田口试验方法 水化动力学
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