流通式-时间分辨分析技术在地质领域的应用进展

作     者：许心宁 王朔 徐娟 刘鹏飞 杨守业 

作者机构：同济大学海洋地质国家重点实验室 

出 版 物：《岩矿测试》 (Rock and Mineral Analysis)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFF0800504) 国家自然科学基金项目(42230410,42003020) 

主　　题：流通式-时间分辨分析系统(FT-TRA) 在线地球化学分析 地质应用 环境研究 

摘      要：流通式-时间分辨分析系统(简称FT-TRA)是二十一世纪初新发展起来的一种快速反应(溶解)-在线分析系统，由淋洗液混合单元、反应单元与分析单元组成，核心功能是通过特定流动相淋洗样品池中的微量样品，分离或去除样品中的特定组分，并监测样品不同元素和矿物组分的出溶特征，实现高分辨的在线过程分析。本文综述了FT-TRA系统的技术原理与软硬件组成、实验方法与操作要点及地质应用发展过程，重点对该系统在地质应用过程中出现的争议点进行阐释与分析，并基于其发展现状展望其未来发展方向与潜力。FT-TRA系统目前主要的地质应用包括古海洋学与古环境学研究代用指标的验证(如有孔虫、介形虫淋洗)、矿物溶解过程与反应动力学研究、环境样品的元素相态分析等。FT-TRA系统以溶解并提取有孔虫/介形虫壳体的元素组成信号作为还原古海洋指标的重要手段，与传统批处理法相比，该方法被认为具有实时监测清洁程度、降低损失率并实现差异溶解的优势，能够获取更精细的壳体化学组成信息；测试矿物溶解态与溶解参数也是FT-TRA系统的重要功能之一，该系统的实验室模拟能够与模型结合探究不同类型矿物在稳态下的溶解动力学，为研究矿物在自然状态下的溶解过程提供启示；近些年来该系统还逐渐被用于矿物反应性测试，其中将气相CO2作为淋滤液与矿物反应的研究可能在全球变暖及CO2的人工捕捉课题上具有潜在应用价值。FT-TRA系统运行中涉及的不同组分的溶解机制是其应用过程中亟待解决的重要问题，进一步完善其溶解动力学原理必然将为该系统的未来发展提供更多如多类型地质样品溶解、矿物的模拟合成等新思路。