盐湖实验室拥有自然资源部盐湖资源与环境重点实验室平台,是盐湖资源与环境多学科综合研究的科技平台,主任任务是开展盐湖资源调查评价和综合利用方法技术与工程化研究,盐湖沉积与环境变化研究,“盐湖农业”生态文明建设研究,为盐湖资源的综合利用及可持续发展、环境保护、灾害预警及优化盐碱地和盐水域国土空间开发格局提供科技支撑。
盐湖实验室可开展盐湖相关液固相样品常微量元素测试、盐类矿物鉴定、沉积物和水体中全碳、无机和有机碳分析、U-Th铀系测年等相关测试。
盐湖实验室具备了开展盐湖资源与环境研究的先进仪器设备,有全谱直读型电感耦合等离子体原子发射光谱仪,离子色谱仪,快速碳、硫元素分析仪,α能谱仪、γ能谱仪等,用于开展盐湖地球化学、年代学、分子生物学等研究相关测试。
(一)盐湖样品化学元素测定
电感耦合等离子体发射光谱仪运用X射线发射光谱快速测定盐湖卤水、盐岩以及湖周沉积岩中的元素含量,具有快捷方便,溶液进样、高灵敏度、高精度、可同时进行多元素的定性定量分析。

图1 电感耦合等离子体发射光谱仪
离子色谱仪采用高效离子交换分离与电导检测技术,可快速精准测定盐湖卤水、盐岩、沉积岩及地下水样品中阴、阳离子含量,具有前处理简便、水样直接进样、选择性好、线性范围宽、稳定性强等特点,可同步实现多组分离子的定性识别与定量检测。

图2 离子色谱仪
快速碳、硫分析仪(rapid CS cube),主要用于对沉积物中的总碳、有机碳元素以及硫元素的含量分析。该仪器为德国Elementar公司生产的rapid CS cube元素分析仪。燃烧温度900-1800℃,C测量范围0-100%,检测限C≤0.002mg,测量精度≤1%RSD,分析时间2-4分钟/样品,样品容量最大可达5g(依据样品性质),60位自动进样器数字化控制。该仪器具有前处理简便、测试时间短、测试精度高以及效率高等特点,为盐湖沉积物的研究提供研究基础数据,为盐湖成矿规律、矿物赋存特征及资源评价研究等提供基础数据支撑。

图3 快速碳、硫分析仪
(二)盐岩的矿物组成分析
重点实验室还配备了盐岩与矿物研究的先进仪器设备,包括体视镜、偏光显微镜、X射线粉晶衍射仪(XRD)、带能谱的扫描电子显微镜(SEM-EDS)等,可系统开展盐湖矿产与矿物的形貌观察、物相鉴定、微区成分分析及结构表征,为盐湖成矿规律、矿物赋存特征及资源评价研究提供关键技术支撑。

图4 偏光显微镜
实验室配备偏光/体视光学显微镜,是盐湖盐岩、沉积岩矿物基础表征的核心设备,操作便捷、成像清晰,可开展岩石矿物薄片形貌观测、晶粒形态观察、矿物共生组合鉴定、孔隙结构特征分析与矿物组分初步判别;能够快速筛选典型矿物样品、预判矿物赋存状态,为后续XRD、SEM-EDS等高精度测试优选试样。
X射线粉晶衍射仪(XRD)是盐岩、盐湖沉积物及矿石物相定性/定量分析、晶体结构表征的核心精密仪器,无需复杂前处理、分析速度快、准确度高。可精准开展矿物物相鉴定、晶胞参数测定、混生矿物组分定量测算、黏土矿物分析及岩石结晶度研判,能够明确盐湖盐类矿物共生组合、赋存特征与成因演化规律,为揭示盐湖成矿机理、沉积环境演变、资源品位评价提供关键微观结构数据。

图5 X射线粉晶衍射仪
带能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM-EDS),是盐湖盐岩、沉积岩及盐湖矿产微观形貌观测和微区成分一体化分析的高端精密设备,具有成像分辨率高、景深大、分析速度快等优势。可精准开展矿物表面微观形貌、孔隙结构、颗粒形态、共生穿插关系观察,同时实现微区定点元素定性 / 定量表征、面分布与线扫描分析,揭示盐湖稀有金属、盐类矿物的赋存状态、富集机理与元素迁移规律,为盐湖成矿作用、水岩相互作用、资源精细评价提供微观可视化数据支撑。

图6 带能谱仪的扫描电子显微镜(SEM-EDS)
(三)铀系测年
多道α能谱仪(Alpha Spectrometer),主要针对第四纪干旱区的盐湖沉积物及盐类矿物样品,建立了一套相关的盐类矿物的铀系测年前处理流程,及其相关的U-Th测年分析方法。盐湖沉积是特定自然地理和地质环境的产物,它对古气候和古环境变化有灵敏的记录。在干旱区的盐湖中,由于盐湖沉积物中缺乏有机质测年材料,以往只能间接地获得盐层的沉积年代。近年来,除了常规的14C、光释光(OSL)和电子磁悬共振(ESR)等测年方法外,铀系不平衡法在中晚更新世以来气候事件的年代学研究中,得到了广泛的应用,已成为第四纪研究中不可缺少的测年方法之一。盐类矿物铀系定年分析是关键的技术手段,能够提供直接的找矿信息和精确的数据支撑。

图7 多道α能谱仪
多道γ能谱仪,该仪器为美国ORTEC公司生产的高纯锗γ谱仪(GEM-FX7025P4)。主要应用于对现代沉积物进行210Pb、137Cs测年。该仪器具有前处理简便、样品无损、精度高等特点。高精度的测年数据、以及可靠的时间序列,为盐类矿物找矿勘查、成矿机制学和地球环境演变研究等提供精确的数据支撑和有力的研究基础。

图8 多道γ能谱仪
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设备名称 |
实验测试对象 |
分析方法 |
实验测试项目 |
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盐湖实验室
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全谱直读型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP) |
盐湖液固样 |
仪器分析 |
阳离子分析 |
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原子吸收分光光度计(GGX-600) |
盐湖液固样 |
仪器分析 |
元素分析 |
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快速碳硫元素分析仪(Rapid CS cube) |
沉积物 |
仪器分析 |
全碳、无机和有机碳 |
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离子色谱(赛默飞ICS-600) |
水样 |
仪器分析 |
卤水阴离子分析 |
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X射线粉晶衍射仪(Minflex600) |
盐湖固样 |
仪器分析 |
矿物组合定性分析 |
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偏光显微镜 |
盐湖固样 |
仪器分析 |
盐类矿物鉴定 |
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多道α能谱仪(Octete-plus) |
沉积物 |
仪器分析 |
U-Th铀系测年 |
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多道γ能谱仪(GEM-FX7025P4) |
沉积物 |
仪器分析 |
210Pb测年、137 Se测年 |
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扫描电镜(TM300) |
矿物岩石古生物等 |
SEM形貌观测、能谱分析 |
形貌观测 |
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形貌观测+能谱分析 |
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