DD208221A1 - Probenaufbereitungsverfahren zur isotopenanalyse von kristallwaessern leicht wasserloeslicher kalisalzminerale - Google Patents
Probenaufbereitungsverfahren zur isotopenanalyse von kristallwaessern leicht wasserloeslicher kalisalzminerale Download PDFInfo
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Abstract
Probenaufbereitungsverf. zur Isotopenanalyse von Kristallwaessern leicht wasserloeslicher Kalisalzminerale. Die Erfindung betrifft ein Probenaufbereitungsverfahren zur Isotopenanalyse von Kristallwaessern leicht wasserloeslicher Kalisalzminerale. Die Erfindung hat das Ziel und die Aufgabe, ein einfach zu handhabendes Probenaufbereitungsverfahren zur Isotopenanalyse von Kristallwaessern leicht wasserloeslicher Kalisalzminerale zu entwickeln, das einen Verzicht auf eine mechanische Probenhomogenisierung ermoeglicht sowie Verunreinigungen des Probenmaterials durch atmosphaerischen Wasserdampf bei der Probenhomogenisierung ausschlieest. Durch das Verfahren der Probenhomogenisierung soll das Messgut gleichzeitig in eine Form ueberfuehrt werden, die den weiteren Einsatz herkoemmlicher Verfahrensschritte fuer Isotopenanalyse an natuerlichen Wassern und Salzloesungen ermoeglicht. Die Loesung erfolgt erfindungsgemaess dadurch, dass das leicht wasserloesliche kristallwasserhaltige Salzgestein nach rascher grober Vorzerkleinerung an d. Luft in einem luftdicht verschliessbaren Gefaess in destilliertem Wasser aufgeloest wird. Die Aufloesung bewirkt eine Probenhomogenisierung. Zur Sauerstoff-18-Isotopenanalyse wird die erhaltene Loesung mit dem fuer Waesser und Salzloesungen gebraeuchlichen CO tief - Isotopenaustauschverfahren weiter bearbeitet. Der Einfluss der geloesten Salze auf die Sauerstoff-18-Messwerte wird nach bekannten Verfahren beruecksichtigt. Zur Durchfuehrung der Messwertkorrektion ist die Bestimmung der Salzgehalte in der Loesung erforderlich. An Hand der Salzgehalte und der chemischen Strukturformel des geloesten kristallwasserhaltigen Salzminerals ist die in Loesung gegangene Kristallwassermenge berechenbar. Die Erfindung ist im Kali- und Steinsalzbergbau anwendbar.
Description
Titel der Erfindung
Probenaufbereitungsverfahren zur Isotopenanalyse von Kristallwässern leicht wasserlöslicher Kalisalzminerale
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Probenaufbereitungsverfahren zur Isotopenanalyse von Kristallwässern leicht wasserlöslicher Kalisalzminerale»
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei Berücksichtigung der isotopen Zusammensetzung des Kristallwassers ist anhand von Sauerstoff-18- und Deutexiumanalysen auch im Falle hoher Gehalte an gelösten kxistallwasserhaltigen Salzen eine eindeutige Identifizierung meteorischer Infiltrationswässer möglich. Damit bildet die Kenntnis der isotopen Zusammensetzung des Kristallwassers von Kalisalzmineralen eine wesentliche Voraussetzung für die Klärung der Herkunft der Wässer untertägiger Salzlösungsvorkommen mit hohen Anteilen an gelösten kristallwasserhaltigen Kalisalzmineralene Die Klärung der Frage der Herkunft von Wässern ist u«a« im Bergbau und in der Erdölprospektion von Interesse. Bei den bisher bekannten Probenaufbereitungsverfahren zur Isotopenanalyse von Kristallwässern erfolgt die Probenhomogenisierung durch sorgfältiges mechanisches Zerkleinern des kristallwasserhaltigen Salzgesteins und anschließende intensive Vermischung des fein vor zerkleinerten Meßgutes* Die mechanische Probenhomogenisierung
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wird durch das hygroskopische Verhalten der leicht wasserlöslichen Kalisalzminerale erschwert. Zur Vermeidung einer Probenverunreinigung durch atmosphärischen . Wasserdampf wird die mechanische Homogenisierung zum Teil in Boxen durchgeführt.
Zur weiteren Probenaufbereitung sind zwei Wege gebräuchlich ; 1. Die thermische Freisetzung von Kristallwasser durch Erhitzen des festen Probegutes und anschließende Anwendung der herkömmlichen Verfahrensschritte für natürliche Wasser. 2. Die direkte umsetzung des Kristallwassers im festen Probegut zu Deuterium ( z.B. Chromreduktionsverfahren ) bzw* in Sauerstoff ( z.B. BrFc- Verfahren ) , wobei der Sauerstoff zur massenspektromatrischen Analyse nachfolgend mit Kohlenstoff zu CO2 umgesetzt wird« Die thermische Kristgllroasserfreisetzung ist apparativ aufwendig. Die direkten Umsetzungsverfahren weisen den Nachteil auf, daß nur sehr geringe Mengen des festen Probenmaterials eingesetzt werden,und daher sehr hohe Ansprüche an die Probenhomogenisierung und Maßnahmen zur Vermeidung von Probenverunreinigungen durch atmosphärischen Wasserdampf gestellt werden.
Ziel der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe und das Ziel zugrunde, ein einfach zu handhabendes Probenaufbereitungsverfahren zur Iso'topenanalyse von Kristallwässern leicht wasserlöslicher Kalisalzminerale zu entwicklen, das einen Verzicht auf eine mechanische Probenhomogenisierung ermöglicht sowie Verunreinigungen des Probenmaterials durch 30 atmosphärischen Wasserdampf bei der Probenhqmogenisierung ausschließt» Durch das Verfahren der Probenhomogenisierung soll das Meßgut gleichzeitig in eine Form überführt werden, die den weiteren Einsatz herkömmlicher Verfahrensschritte für Isotopenanalysen an natürlichen Wassern und Salzte; lösungen ermöglicht.
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Darlegung des V/esens der Erfindung Die Lösung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das leicht wasserlösliche kristallwasserhaltige Salzgestein nach rascher grober Vorzerkleinerung an der Luft in einem luftdicht verschließbaren Gefäß in destilliertem Wasser aufgelöst wird· Die Auflösung bewirkt eine Probenhomogenisierung. Zur Sauerstoff--18-Isotopenanalyse wird die erhaltene Lösung mit dem für Wasser und Salzlösungen gebräuchlichen CO^Isotopenaustauschverfahren weiter be-
arbeitet« Der Einfluß der gelösten Salze auf die Sauerstoff ~18-Meßwerte wird nach dem bekannten Verfahren berücksichtigt«, Zur Durchführung der Meßwertkorrektion nach SOPER und GAT ist eine Bestimmung der Salzgehalte in der Lösung erforderlich« Anhand der Salzgehalte und der chemischen Strukturformel des gelösten kristallwasserhaltigen Salzminerals ist auch die in Lösung gegangene Kristallwassermengen berechenbar*
Zur DeuteriumanaIyse werden ca*, loader Lösung mit dem bekannten Chromreduktionsverfahren für Salzwässer weiter
^j0 bearbeitet« Auf Grund der physikalischen Probenhomogenisierung durch Lösen des Salzgesteins in destilliertem »i/asser ist die Probenmenge repräsentativ für das Ausgangs meßgut
Die Erfindung wird im nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert»
Ausfuhrungsbeispiel
Die Ermittlung des Sauerstoff~i8~Gehaltes bzw® des Deuteriumgehaltes im Kristallwasser erfolgt über die in gutßü Näherung gültigen bekannten Beziehungen :
GHpO-L . p
C. C.
GK
235353 1
0H9O-L . "Xo-L - (0H5O-L- 0^ /DH2° (2)
Die Symbole in (1) und (2) haben folgende Bedeutung :
</*0-i8K, i^Dg : relative Isotopenhäufigkeit von
Sauerstoff-1? bzw. Deuterium im Keistallwasser
^ 0^8H2O, ^"DH20 : relative Isotopenhäufigkeit von Sauerstoff-18 bzw. Deuterium im
destillierten Wasser, das zur Lösung des Salzgesteins benutzt wird
*
^ HpO-L : relative Isotopenhäufigkeit von
Sauerstoff-18 bzw. Deuterium im Wasser der Lösung
HpO-L : Gesamtwassermenge in einem Liter
der Lösung (g/l)
Ct. ; ,Kristallwassermenge in einem
Liter der Lösung (g/l)
Auf Grund von Abschätzungen und experimenteller Untersuchungen lassen sich für die praktischen Belange der Bergbausichexheitsforschung hinreichend genaue Analysenresultate ermitteln, wenn die zur Lösung benutzte Menge an destilliertem Wasser den 4- bis 5-fachen Wert der in Lösung gegangenen Ecistallwassermenge nicht übersteigt*
3535
Tabelle 1 zeigt als Beispiel die Einzelschritte bei der Sauerstoff-18-Bestimmung im Kristallwasser von drei Carnallititproben
Eingesetzte Carnallititpr obenmenge
Chemische Zusammensetzung der erhaltenen Lösung ( S/l )
MgGl2 ECl NaCl MgSO4 CH ^ CE
Nach Pormel (1) ermittel ter ^8 Wert
ca. 500 g 166 ca. 600 g 181 ca. 550 g 166
94 75 1,2 882 188 + 8°/ooΊ 87 66 1,8 888 2o5 + 8°/oo > ί" 93 74 1,8 886 188 + 11°/ooJ
Die erhaltenen Meßwerte stimmen gut mit durchgeführten 15 Vergleichsbestimmungen an durch thermische Zersetzung erhaltenen Kristallwasser überein.
Claims (1)
- ErfindungsanspruchProbenaufbereitungsverfahren zur Isotopenanalyse von Kristallwässern leicht wasserlöslicher Kalisalzminerale gekennzeichnet dadurch, daß zur Probenhomogenisierung und zur Vermeidung von Verunreinigungen durch atmosphärischen Wasserdampf das Probenmaterial in einem luftdicht verschließbaren Behälter in destilliertem vVasser bekannter Isotopenzusammensetzung gelöst wird und anhand der bekannten Beziehungen (1) und (2) die1ο Isotopenzusammensetzung des Kristallwassers ermittelt wird«
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23535381A DD208221A1 (de) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Probenaufbereitungsverfahren zur isotopenanalyse von kristallwaessern leicht wasserloeslicher kalisalzminerale |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23535381A DD208221A1 (de) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Probenaufbereitungsverfahren zur isotopenanalyse von kristallwaessern leicht wasserloeslicher kalisalzminerale |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD208221A1 true DD208221A1 (de) | 1984-03-28 |
Family
ID=5535097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD23535381A DD208221A1 (de) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Probenaufbereitungsverfahren zur isotopenanalyse von kristallwaessern leicht wasserloeslicher kalisalzminerale |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD208221A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19529717A1 (de) * | 1995-08-11 | 1997-02-13 | Finnigan Mat Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Präparation einer anorganischen oder organischen Probe für die Isotopenverhältnisanalyse |
-
1981
- 1981-12-03 DD DD23535381A patent/DD208221A1/de unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19529717A1 (de) * | 1995-08-11 | 1997-02-13 | Finnigan Mat Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Präparation einer anorganischen oder organischen Probe für die Isotopenverhältnisanalyse |
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