一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法

1.本发明涉及数据检测技术领域，具体涉及一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法。


背景技术：

2.以硅酸盐岩和碳酸盐岩为主的岩石化学风化作用是控制地表水系统和地下水系统水化学特征组分最重要的过程，同时该过程通过消耗大气co2作为碳汇来减弱温室效应，进而控制着长期的气候变化。因此，需要在地下水和地表水系统中对相应发生的化学风化过程进行研究，以揭示该地质过程在未来全球碳循环中的地位，应对全球气候变化。值得注意的是，即使在含有微量方解石的以硅酸盐为主含水层中，由于碳酸盐快速溶解的动力学特征，微量的方解石风化也是不可忽略的过程。由于不同来源的物质
87
sr/
86
sr比值明显不同，例如，硅酸盐矿物的
87
sr/
86
sr通常较高，方解石的
87
sr/
86
sr通常较低，且sr同位素比值不受黏土形成、吸附和沉淀(脱气)等去除sr过程的影响（即在这些过程中不发生分馏），因此锶同位素被广泛用于推断水循环过程中与水发生反应的岩石或矿物，并用于量化河流和地下水中发生的硅酸盐-碳酸盐风化过程。
3.获取研究区沉积物中微量方解石锶（sr）同位素端元是量化研究区河流或地下水中风化作用的必要工作。传统的沥出实验认为在将沉积物粉末依次溶滤超纯水（去除可溶态离子）、醋酸铵（去除可交换部分）后，最后经过醋酸溶滤得到的醋酸沥出液的锶同位素测试结果可近似代表研究区方解石的锶同位素特征值。
4.但该方法的问题在于在用醋酸进行溶滤样品时，不可避免会发生部分硅酸盐的溶解，导致醋酸沥出液的
87
sr/
86
sr和sr含量相较于实际方解石端元偏高。特别是在赋存微量方解石的硅酸盐含水层中，采用该方法会造成更大的误差。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法，以克服目前通过传统沥出实验获得的研究区沉积物中方解石锶同位素特征值误差大的问题。
6.为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：本技术提供了一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法，包括：通过沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液；对所述不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液分别进行锶同位素测试和阳离子浓度测试；根据所述阳离子浓度测试结果，计算获得所述不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的钠锶摩尔比；根据所述不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的锶同位素测试结果和对应的钠锶摩尔比，建立
87
sr/
86
sr与所述钠锶摩尔比的线性关系，并根据所述线性关系确定对应的线性
方程；将钠锶摩尔比为零代入所述线性方程，计算获得的结果为所述沉积物中方解石锶同位素特征值。
7.进一步的，以上所述的方法，所述通过沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末代表硅酸盐和碳酸盐组分的醋酸沥出液，包括：获取沉积物样品，并对所述沉积物样品进行磨粉，获得所述沉积物样品粉末；在所述沉积物样品粉末中加入超纯水进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品；在所述剩余样品中加入醋酸铵溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品；在所述二次过滤剩余样品加入中醋酸溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取所述沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品。
8.进一步的，以上所述的方法，还包括：将所述三次过滤剩余样品加入到王水和浓盐酸中进行溶解，得到溶解液；对所述溶解液进行锶同位素测试，并将测试结果代入到所述线性方程中，获得所述沉积物样品粉末中硅酸盐岩的钠锶摩尔比。
9.进一步的，以上所述的方法，所述在所述沉积物样品粉末中加入超纯水进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品，包括：获取1克所述沉积物样品粉末，并将所述沉积物样品粉末加入到超纯水进行震荡24小时，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品。
10.进一步的，以上所述的方法，所述在所述剩余样品中加入醋酸铵溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品，包括：在所述剩余样品中加入40克浓度为1摩尔每升的醋酸铵溶液，并震荡24小时，在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品。
11.进一步的，以上所述的方法，所述在所述二次过滤剩余样品加入中醋酸溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取所述沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品，包括：在所述二次过滤剩余样品中加入40克浓度为0.05摩尔每升的醋酸铵溶液，并进行震荡24小时，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取所述沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品。
12.本发明的有益效果为：本技术中首先通过沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液；对不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液分别进行锶同位素测试和阳离子浓度测试；根据阳离子浓度测试结果，计算获得不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的钠锶摩尔比；根据不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的锶同位素测试结果和对应的钠锶摩尔比，建立
87
sr/
86
sr与钠锶摩尔比的线性关系，并根据线性关系确定对应的线性方程；将钠锶摩尔比为零代入线性方程，计算获得的结果为沉积物中方解石锶同位素特征值。在本技术中，通过对不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液进行锶同位素测试和阳离子浓度测试，并根据测试结果，建立锶同位素测试结果与钠锶摩尔比的线性关系，并根据线性关系确定对应的线性方程，将钠锶摩尔比为
零代入到线性方程中，计算获得的结果为沉积物中方解石锶同位素特征值。相比与传统沥出实验获得的方解石锶同位素特征值，消除了醋酸沥出液中部分硅酸盐溶解带来的误差，结果更为准确，从而解决了目前通过传统沥出实验获得的研究区沉积物中方解石锶同位素特征值误差大的问题。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是本发明一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法一种实施例提供的流程图；图2是本发明一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法一种实施例提供的传统沥出实验锶同位素测试结果与钠锶摩尔比的线性关系图；图3是发明一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法一种实施例提供的锶同位素测试结果与钠锶摩尔比的线性关系图。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
16.图1是本发明一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法一种实施例提供的流程图。请参阅图1，本实施例可以包括以下步骤：s1、通过沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液。
17.s2、对不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液分别进行锶同位素测试和阳离子浓度测试。
18.s3、根据阳离子浓度测试结果，计算获得不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的钠锶摩尔比。
19.s4、根据不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的锶同位素测试结果和对应的钠锶摩尔比，建立
87
sr/
86
sr与钠锶摩尔比的线性关系，并根据线性关系确定对应的线性方程。
20.s5、将钠锶摩尔比为零代入线性方程，计算获得的结果为沉积物中方解石锶同位素特征值。
21.可以理解的是，本实施例中首先通过沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液；对不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液分别进行锶同位素测试和阳离子浓度测试；根据阳离子浓度测试结果，计算获得不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的钠锶摩尔比；根据不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的锶同位素测试结果和对应的钠锶摩尔比，建立
87
sr/
86
sr与钠锶摩尔比的线性关系，并根据线性关系确定对应的线性方程；将钠锶摩尔比为零代入线性方程，计算获得的结果为沉积物中方解石锶同位素特征值。在本技术中，通过对不
同沉积物样品粉末的醋酸沥出液进行锶同位素测试和阳离子浓度测试，并根据测试结果，建立锶同位素测试结果与钠锶摩尔比的线性关系，并根据线性关系确定对应的线性方程，将钠锶摩尔比为零代入到线性方程中，计算获得的结果为沉积物中方解石锶同位素特征值。相比与传统沥出实验获得的方解石锶同位素特征值，消除了醋酸沥出液中部分硅酸盐溶解带来的误差，结果更为准确，从而解决了目前通过传统沥出实验获得的研究区沉积物中方解石锶同位素特征值误差大的问题。
22.在具体的实践中，根据图2和图3所示，由于传统的沥出实验认为醋酸沥出液代表方解石端元，实际上在醋酸溶滤样品时不可避免的会溶滤部分硅酸盐，因此醋酸沥出液实际上是样品中方解石与部分硅酸盐共同溶解的结果，所以采用传统沥出实验的假设势必会导致方解石锶同位素特征值相较于实际值偏高，特别是在只含有微量方解石的硅酸盐含水层中，计算误差更大，如图2所示。本实施例通过考虑醋酸沥出液中方解石与部分硅酸盐的共同溶解，将不同样品醋酸沥出液的
87
sr/
86
sr与na/sr（摩尔比）测试结果建立线性关系，把na/sr = 0代入线性方程计算得出的结果代表研究区方解石端元的
87
sr/
86
sr特征值，如图3所示。
23.优选的，步骤s1，包括：获取沉积物样品，并对沉积物样品进行磨粉，获得沉积物样品粉末；在沉积物样品粉末中加入超纯水进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品；在剩余样品中加入醋酸铵溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品；在二次过滤剩余样品加入中醋酸溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品。
24.优选的，还包括：将三次过滤剩余样品加入到王水和浓盐酸中进行溶解，得到溶解液；对溶解液进行锶同位素测试，并将测试结果代入到线性方程中，获得沉积物样品粉末中硅酸盐岩的钠锶摩尔比。
25.优选的，在沉积物样品粉末中加入超纯水进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品，包括：获取1克沉积物样品粉末，并将沉积物样品粉末加入到超纯水进行震荡24小时，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品。
26.优选的，在剩余样品中加入醋酸铵溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品，包括：在剩余样品中加入40克浓度为1摩尔每升的醋酸铵溶液，并震荡24小时，在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品。
27.优选的，在二次过滤剩余样品加入中醋酸溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品，包括：在二次过滤剩余样品中加入40克浓度为0.05摩尔每升的醋酸铵溶液，并进行震荡24小时，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品。
28.在具体的实践中，首先基于传统的沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末代表硅酸盐和碳酸盐组分的醋酸沥出液，具体操作为：将1g样品不同沉积物样品粉末，加入40g超纯水震荡24 h，然后将溶液离心过滤，得到超纯水沥出液与剩余样品。该步骤用于去除样品中的可溶盐。
29.将上一步的剩余样品加入到40 g 1 mol/l的醋酸铵溶液震荡24 h，然后将溶液离心过滤，得到醋酸铵沥出液与二次过滤剩余样品。该步骤用于去除样品中的可交换部分。
30.将上一步的剩余样品加入到40 g 0.05 mol/l的醋酸溶液震荡24 h，然后将溶液离心过滤，得到醋酸沥出液与三次过滤剩余样品。该步骤得到了样品中方解石和部分硅酸盐组分。
31.将三次过滤剩余样品中加入到王水与浓盐酸进行充分溶解得到溶解液。
32.在一些可选的实施例中，上述步骤的溶液浓度和震荡时间等参数可根据实际样品性质进行调整。
33.对溶解液和醋酸沥出液进行锶同位素测试得到锶同位素结果，对醋酸沥出液进行阳离子（na+、k+、mg2+、ca2+、sr2+、li+）浓度的测试。
34.对不同样品醋酸沥出液的
87
sr/
86
sr与na/sr（摩尔比）测试结果建立线性关系（如图3所示），并确定对应的线性方程，将na/sr = 0代入线性方程计算得出的结果就是研究区方解石端元的
87
sr/
86
sr。
35.溶解液的测试结果代表研究区硅酸盐端元的
87
sr/
86
sr，将该结果代入线性方程可得到硅酸盐的na/sr值。
36.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
37.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
38.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
39.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（pga），现场可编程门阵列（fpga）等。
40.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
41.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以
是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
42.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法，其特征在于，包括：通过沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液；对所述不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液分别进行锶同位素测试和阳离子浓度测试；根据所述阳离子浓度测试结果，计算获得所述不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的钠锶摩尔比；根据所述不同沉积物样品粉末醋酸沥出液的锶同位素测试结果和对应的钠锶摩尔比，建立
87
sr/
86
sr与所述钠锶摩尔比的线性关系，并根据所述线性关系确定对应的线性方程；将钠锶摩尔比为零代入所述线性方程，计算获得的结果为所述沉积物中方解石锶同位素特征值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过沥出实验获得研究区内不同沉积物样品粉末代表硅酸盐和碳酸盐组分的醋酸沥出液，包括：获取沉积物样品，并对所述沉积物样品进行磨粉，获得所述沉积物样品粉末；在所述沉积物样品粉末中加入超纯水进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品；在所述剩余样品中加入醋酸铵溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品；在所述二次过滤剩余样品加入中醋酸溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取所述沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：将所述三次过滤剩余样品加入到王水和浓盐酸中进行溶解，得到溶解液；对所述溶解液进行锶同位素测试，并将测试结果代入到所述线性方程中，获得所述沉积物样品粉末中硅酸盐岩的钠锶摩尔比。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述沉积物样品粉末中加入超纯水进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品，包括：获取1克所述沉积物样品粉末，并将所述沉积物样品粉末加入到超纯水进行震荡24小时，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取剩余样品。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述剩余样品中加入醋酸铵溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品，包括：在所述剩余样品中加入40克浓度为1摩尔每升的醋酸铵溶液，并震荡24小时，在震荡后对溶液进行离心过滤，获取二次过滤剩余样品。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述二次过滤剩余样品加入中醋酸溶液进行震荡，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取所述沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品，包括：在所述二次过滤剩余样品中加入40克浓度为0.05摩尔每升的醋酸铵溶液，并进行震荡24小时，并在震荡后对溶液进行离心过滤，获取所述沉积物样品粉末的醋酸沥出液和三次过滤剩余样品。

技术总结
本发明涉及数据检测技术领域，具体涉及一种沉积物中微量方解石锶同位素特征值的获取方法，包括：通过对不同沉积物样品粉末的醋酸沥出液进行锶同位素测试和阳离子浓度测试，并根据测试结果，建立锶同位素测试结果与钠锶摩尔比的线性关系，并根据线性关系确定对应的线性方程，将钠锶摩尔比为零代入到线性方程中，计算获得的结果即为沉积物中方解石锶同位素特征值。相比与传统沥出实验获得的方解石锶同位素特征值，消除了醋酸沥出液中部分硅酸盐溶解带来的误差，结果更为准确，从而解决了目前通过传统沥出实验获得的研究区沉积物中方解石锶同位素特征值误差大的问题。石锶同位素特征值误差大的问题。石锶同位素特征值误差大的问题。


技术研发人员：蒋小伟 耿晓虹 张鸿 谭英 姬韬韬
受保护的技术使用者：中国地质大学（北京）
技术研发日：2023.08.31
技术公布日：2023/10/6