可以进行元素价态分析的方法

㈠ 金的价态分析法

金的价态分析在甘南厚覆盖区寻找隐伏金矿床中的应用：初步总结了在已知隐伏矿床上试验应用相态分析技术找矿的新方法，在未知区作隐伏矿找矿实践研究。在甘南几片厚覆盖区的金化探异常上工作。提出了一处有望找到中型以上金矿床的找矿靶区，当即及将信息汇报给有关部门，经安排工作验证，在地段找到了金矿脉。

（一）方法的基本原理

深部矿体的成矿元素及其伴生组分，经电化学或化学的作用转变为活动态的离子或络离子后，或因离子的扩散作用，或随地下水活动沿断裂构造迁移，或呈毛细管作用上升，运移至地表形成后生次生晕，它们将赋存在地表的各种化学障中。不同的化学障，因不同的化学作用而截留住不同形式迁移来的金属离子。铁锰氧化物（带正电荷胶体）主要吸附带负电荷迁移的络离子，粘土质铝硅酸盐（带负电荷胶体）主要吸附带正电荷迁移的离子和络离子。在植被发育地区，地表广泛分布有植物腐烂后形成的腐殖质（腐殖酸盐）其主要组成为胡敏酸盐和富里酸盐。当迁移来的金属离子能形成比原腐殖酸盐更稳定的络合物时，则取代其中的阳离子形成新的更稳定的腐殖酸盐而固定下来。非晶质的碳质也是各种离子良好的吸附载体。根据金属离子的化学特性，结合土壤采样介质的具体情况，确定有利于查明深部金属矿体的后生次生晕赋存介质。然后应用相态分析技术选择提取并测定某2～4相，做出各相态元素的地球化学图。对于寻找隐伏Au矿床，由于Au在表生条件下，可呈三种价态存在，即Au⁰、Au⁺和Au³⁺。在表生地球化学中，Au³⁺是Au最活泼的形式，其次生晕强度低而范围大。次活泼的是Au⁺，在植被发育的地区，它主要呈金属有机络合物状态存在，其次生晕则比较集中，是寻找隐伏矿的主要特征相态。Au⁰是最不活泼的形式，但它是组成金矿体的物质基础。应用相态分析技术寻找隐伏金矿床，主要就是根据三种价态Au的地球化学特征来判断的。从已知隐伏金矿床的试验研究表明，金矿体的顶部均有Au⁰、Au⁺和Au³⁺三峰重叠的特征。

（二）方法的应用条件

（1）方法主要应用于土壤覆盖较厚，用常规化探方法效果不佳的地区。

（2）测区的植被要求较发育，如草原、林区、农田等景观区。

（3）测区的地势应属较平坦或是缓坡区，对地势陡峭，应注意其Au⁺、Au³⁺的次生晕将发生位移。

（4）测区应无外来的自然或人工污染。如古采坑、旧机台、含矿风积物等。

（三）工作程序和方法

（1）采样设计。根据化探异常规模，穿过异常中心，设计1～2条采样剖面，两端延长至正常区。两剖面间距可为100～200m，采样点距可为25～50m。

（2）采样。应采自既有一定量的有机质又是土壤的稳定层位，如B层，最好采自土壤的B1层。采样量约500g，装布袋中。如有砾石、树屑、草根等应拣出去。

（3）加工。样品风干或晒干后，需要时先用粗筛除去砾石、树屑、草根等，然后细磨至0.075mm，备作分析用。

（4）元素分析。先分析Au和与Au相关密切的元素。

（5）Au的价态分析。在Au强度较高而且较集中的区段选取部分样品（可连续也可间隔）进行Au的价态分析。由于Au⁺和Au³⁺的含量很低，必须采取足够灵敏的分析方法，使测定的检出限能满足测区具体情况的要求，这是技术关键所在。

（6）Au的价态分析方法简述。Au在表生条件下，它有可能呈下面多种状态存在。自然Au、碳酸盐包裹 Au、铁锰氧化物包裹 Au、硫化物包裹 Au、石英硅酸盐包裹 Au、Au³⁺、Au⁺（二者通常均呈络离子状态存在）、Au⁰（胶体）、Au有机络合物等。这里呈活动态的Au主要有Au³⁺、Au⁺、Au⁰（胶体）三种。而Au⁰（胶体）的化学性质与自然金是一样的。因此，测定活动态Au，就是要测定Au³⁺、Au⁺。这里，Au³⁺在表生地球化学作用中是最活动的形式，其次生晕可以强度低而范围很大。Au⁺+有机络合物Au（Au呈Au⁺状态存在）属比较活动的形式，其次生晕比较集中，是隐伏矿定位预测的主要判别依据。而Au⁰是最不活动的形式，是组成金矿体的物质基础。Au的三种价态的地球化学特征，与前述Cu的情况很相似。因此，对Au的偏提取采用概念上更准确的价态分析。Au的价态分析方法简述如下：①Au³⁺：称样20g（0.075mm）于锥形瓶中，加50mL 1%的HCl，室温振荡2h，过滤，滤液调节至10%的HCl介质，投入一块重0.2～0.3g的聚氨酯泡塑，振荡1h，取出泡塑，挤干，置10mL玻管中，加5mL 1%的硫脲溶液，在沸水浴中解脱30min，溶液用石墨炉原子吸收法测定Au³⁺。②（Au³⁺+Au⁺+有机络合物Au）合量：称样20g（0.075mm）于锥形瓶中加50mL 0.1mol/L Na₂P₂O₇-0.1mol/L NaOH溶液，振荡4h，溶液离心分离后全部转入烧杯中，破坏有机物后，调节至10%的王水介质，投入一块重0.2～0.3g的聚氨酯泡塑，以下同①所述进行。合量减去Au³⁺即为Au⁺。③Au⁰测定：称样20g（0.075mm）按常规方法测定总Au，总Au减去（Au³⁺+Au⁺）即为Au⁰。

（7）成图。绘制有实测地质剖面的各价态Au的地球化学图。

（8）解释。作出结论或判断。

（四）寻找隐伏矿应用实例

1.甘南武山县地区4个Au异常

该地区的1：2.5万Au化探异常（图4.13），计有7个异常，异常呈东西走向展布。异常区为山区景观，厚层黄土覆盖。地表有灌木林、庄稼地和残坡积，前者盖层较厚，一般为3～10m，最厚为30m以上。残坡积区盖层厚度一般为1～3m，最厚为7～8m。测区没有自然和人工外来污染。采样点间距为（30±10）m。根据异常分布，设计了四条采样剖面。其中Ⅰ—Ⅰ′剖面，长2864m，采样71件；Ⅱ—Ⅱ′剖面，长1674m，采样48件；Ⅲ—Ⅲ′剖面长1806m，采样35件；Ⅳ—Ⅳ′剖面，长1000m，采样34件。采样深度为20～30cm（B层）。合计采样188件。

全部样品测定了Au值以后，根据Au强度较高、与原圈得异常重合较好的原则，选出3处异常进行找矿评价。它们是Ⅰ—Ⅰ′剖面异常（采样编号XC⁃158—XC⁃185 区段），Ⅱ—Ⅱ′剖面异常（采样编号 XC⁃43—XC⁃50 区段），Ⅳ—Ⅳ′剖面异常（采样编号 XC⁃120—XC⁃153区段）。

图4.13 金矿点相分析研究采样剖面图

1—金元素异常等值线（10^-9）；2—剖面位置及导线号；3—采样位置及编号；4—村庄；5—道路

（1）Ⅰ—Ⅰ′剖面异常的多元素分析结果列于表4.106，Au 的价态分析结果如图4.14。从表4.106结果可见，Au的异常强度很高，峰值达904×10^-9，28个采样点，长度1000多米，Au的平均值为264×10^-9。从图4.14 Au的价态分析地球化学图可见，有明显的Au⁰、Au⁺、Au³⁺三峰重叠图形，属典型的隐伏金矿体所具有的特征。根据该区Au化探异常呈东西走向，而今南北向剖面控制长度达1000多米，说明隐伏金矿体规模较大。据此推断，Ⅰ—Ⅰ′剖面异常是一处有望找到中型以上金矿床的找矿靶区。已建议进行工程验证。后已在该地段找到了金矿脉。

图4.14 I—I⁷剖面金价态分析地球化学图（庄稼地—灌木林）

表4.106 Ⅰ—Ⅰ′剖面分析结果

（2）Ⅱ—Ⅱ′剖面异常的多元素分析结果列于表4.107，Au 的价态分析结果如图4.15。从表4.107结果可见，Au的异常强度较低，峰值为60×10^-9，8个采样点，长度约280m，Au的平均值为39.3×10^-9。从图4.15Au的价态分析地球化学图可见，Au⁺、Au³⁺也很低。如要进一步工作，可在采样点XC49处入手，但总的说，该异常的找矿意义不大。

表4.107 Ⅱ—Ⅱ′剖面分析结果

（3）Ⅳ—Ⅳ′剖面异常的多元素分析结果列于表4.108，Au 的价态分析结果如图4.16。从表4.108结果可见，Au的异常强度较高，峰值为139×10^-9，34个采样点，长度约1000m，Au的平均值为 56.6×10^-9。从图 4.17Au 的价态分析地球化学图可见，Au⁺、Au³⁺和 Au⁰的曲线在采样点 XC⁃123、XC⁃139和 XC⁃149 三个峰值处均有 Au⁰、Au⁺、Au³⁺三峰重叠的图形。总之，该异常强度较高，规模较大，Au的价态分析地球化学图型基本上符合隐伏金矿床所具特征。建议从三处峰值点入手，进行工程验证。

图4.15 Ⅱ—Ⅱ′剖面金价态分析地球化学图（残破积物）

（4）Ⅲ—Ⅲ′剖面异常，Au 峰值 61.8×10^-9，无连续高值点，35件样品平均含Au7.5×10^-9，强度相对较低，未再做Au的价态分析。

2.甘南岷县地区6个Au异常

甘南岷县锁龙地区的1：2.5万Au化探异常，计有6个异常。异常呈东西走向展布，异常区为山区景观，盖层主要是黄土。部分地表有灌木林和草地。盖层不厚，一般为2～3m，厚处可到3～4m，有的则小于1m。测区没有自然和人工外来污染。找矿评价设计了6条采样剖面，一个异常安排一条剖面。采样点间距约为8～10m，采样深度为30～40cm。其中B—B′剖面，长353.19m，地表未见植物，全为黄土，采样41件（介质为B 层）。C—C′剖面，长575.89m，地表主要为草地，有少量灌木，采样63件（介质为 B 层）。D—D′剖面，长90.57m，地表主要为草地和灌木，采样13件（介质为C 层）。E—E′剖面，长232.87m，地表主要为草地和灌木，采样29件（介质为 C 层）。F—F′剖面，长364.82m，地表全为黄土，采样41件（介质为B层）G—G′剖面，长214.05m，地表为各种灌木，采样24件（介质为B层）。合计采样211件。

全部样品测定了Au值以后，根据Au强度较高和地球化学景观条件符合方法技术要求的原则，选择要评价的异常。B—B′剖面和F—F′剖面地表均无植被，全为黄土，不符合方法技术要求的原则。因此选另3处异常进行找矿评价研究。它们是D—D′剖面、E—E′剖面和G—G′剖面。

图4.16 Ⅳ—Ⅳ⁷剖面金价态分析地球化学图（灌木林）

表4.108 Ⅳ—Ⅳ′剖面分析结果

（1）D—D′剖面的多元素分析结果列于表4.109，Au的价态分析结果如图4.17。从采自基岩风化壳部位来看，Au的异常强度一般，峰值为55×10^-9，13个采样点，长度约90m，Au的平均值为27.0×10^-9。从图4.17Au的价态分析地球化学图可见，Au⁺、Au³⁺值很低。该异常的找矿意义不大。

表4.109 D—D′剖面分析结果

（2）E—E′剖面的多元素分析结果列于表4.110，Au的价态分析结果如图4.18。从采自基岩风化壳部位来看，Au的异常强度很低，峰值仅为31×10^-9，25个采样点，长度约232m，Au的平均值为10.6×10^-9。Au的价态分析地球化学图特征也不明显。该异常的找矿意义不大。

图4.17 D—D′剖面金价态分析地球化学图（草地—灌木林）

表 4.110 E—E′剖面分析结果

（3）G—G′剖面的多元素分析结果列于表4.111，Au的价态分析结果如图4.19。从表4.111结果可见，Au的异常强度一般，峰值为64×10^-9，24个采样点，长度约214m，Au的平均值为19.8×10^-9。从图4.19可见，Au⁺、Au³⁺和Au⁰的曲线图型基本符合隐伏金矿床的特征，但整体强度较低。可在采样点SY195 处先试作工程验证，根据见矿情况再作定夺。

图4.18 E—E′剖面金价态分析地球化学图（草地—灌木林）

表 4.111 G—G′剖面分析结果

图4.19 G—G′剖面金价态分析地球化学图（灌木林）

B—B′剖面Au峰值17.8×10^-9，41件样品平均含Au4.1×10^-9。C—C′剖面Au峰值18.2×10^-9，62件样品平均含Au6.7×10^-9。F—F′剖面Au峰值17.9×10^-9，41件样品平均含Au6.8×10^-9。三条剖面强度均较低，未再做Au的价态分析。

结论：①应用相态分析寻找隐伏矿床的方法技术研究成果，在甘南三片厚层覆盖区初步进行了找矿评价实践。通过实践，初步总结并提出了应用此项技术的工作程序和前提条件。②通过对六处化探异常的评价和新金厂北部覆盖区的找矿，提出了一处（Ⅰ—Ⅰ′剖面的采样编号XC⁃158—XC⁃185区段）有望找到中型以上金矿床的找矿靶区。

3.甘肃某地金矿Au的价态分析

在甘肃某地金矿的0线（图4.20）和15线（图4.21）各采一条土壤次生晕剖面，在相应位置采了原生晕剖面，另外还采了探槽岩石样13个。全部做了Au、Ag、Pb、Zn、Cu、As、Sb、Hg等8个元素的定量分析。31个岩石样的分析结果列于表4.112。0线（16个样）和15线（18个样）的土壤次生晕分析结果列于表4.113和表4.114。

对0线和15线的岩石样（共18个样）和两条土壤剖面样的多元素分析结果，分别计算了它们与Au的相关系数，列于表4.115。

从相关系数可见，As和Sb与Au有密切的关系，而As是最常用的指示元素。

4.云南北衙金矿Au的价态分析

在北衙金矿区采取土壤次生晕样14个，进行了总Au及其价态分析见（图4.22）。

在3-5号采样点和12号采样点Au³⁺和Au⁺有很好的重合峰，特别是在5号采样点，Au的有机络合物峰突出，应是有隐伏金矿体的重要标志，但应注意残坡积物下移干扰的影响。

图4.20 甘肃某地金矿0线Au价态分析地球化学剖面图

1—第四系黄土残坡积物；2—

暗灰绿色粉砂质斑点板岩夹变石英砂岩层；3—金矿化体；4—钻孔及编号；5—采样点及编号

㈡ xps可以定量测定元素不同价态含量吗

可以，但是定量是半定量，
定性真仙没问题。建议做一个XRD判断下晶型。

XPS只能对表面上元素价态分析，及其表面的含量。价态及其元素所处环境都会对其结合能有影响。

㈢ 化学元素的价态研究实例

元素价态是研究元素存在形式及能否活化的重要内容。元素价态研究是比较困难的，其原因在于部分元素的价态较多，成分较复杂，同时分析手段也限制了价态的研究。下面以攀枝花土壤中钒元素为例介绍元素价态研究的方法（曾英，2006；吴涛，2005）。

6.4.1.1 样品采集与处理

攀枝花以钒钛磁铁矿着称，因此钒的含量相对较高，是研究钒元素地球化学性质的理想场所。根据攀枝花矿山、尾矿坝等主要污染源及城市居民分布状况，确定在攀枝花采集昔格达组粘土的土壤样品，采集点见图6.4所示。PZH－1为攀枝花钒钛磁铁矿区；PZH－3为尾矿坝上方区域；PZH－4为尾矿坝下方区域；PZH－12，PZH－16及PZH－21为远离矿区和冶炼区的农业生产区；PZH－31为冶炼区。

图6.4 攀枝花土壤样品采集点示意

●采样点及编号

每个采样点根据土壤剖面特征分4层分别采样，采样层示意见图6.5。其中，A层样品取样深度为0～5cm的土壤表层，以垦殖层和耕作层为主，该层每个取样点采集3个样点（A，A₁，A₂），据土壤利用分类，其中A为荒草地的表层土壤，A₁为旱田的表层土壤，A₂为水田的表层土壤。B层样品的取样深度为15～25cm，为土壤淀积层。C层样品的取样深度为30～50cm，为土壤母质层。D层样品的取样深度＞50cm，为基岩。从土壤发生学角度来看，该区土壤的分层现象不十分明显，即土壤A，B，C，D分化不明显。因此，采集的 A层（0～5cm），B层（15～25cm），C层（30～50cm）及D层（＞50cm）的样品不能完全代表各自的土壤发生层，而更大程度上反映的是相对深度对样品的影响。

采样过程中，使用铁锹挖开新鲜的土壤剖面，在上述的各个不同深度采新鲜的样品1～1.5kg，用聚乙烯塑料袋盛装，系紧袋口，以防止污染。采样位置尽量选择在无公路、铁路、建筑物等明显人为干扰的地区。

6.4.1.2 实验过程

由于四价钒和五价钒在生物体内很容易相互转化，所产生的生物效应很难区分，因而在钒的价态研究中，将四价钒和五价钒作为整体加以考虑。

（1）钒价态分离原理

钒的价态分离利用呈不同价态钒在酸、碱液中的溶解度差异而实现。土壤样品首先用碱溶液分解，三价钒不溶解而与四价、五价钒分离，过滤，从滤液中即可测得四、五价钒含量；将含三价钒的碱不溶残渣洗净四、五价钒后，用硝酸－硫酸分解，以高氯酸将三价钒氧化为五价，然后用极谱法测定便得三价钒含量。

图6.5 攀枝花采样层位示意

（2）土壤样品中不同价态钒的溶解浸出

土壤样品中三价钒的溶解浸出及测定：称取2.0000g试样于250mL烧杯中，加入150mL氢氧化钠溶液（100g/L），加热分解至约20mL体积，加入100mL水，加热至沸，取下，静置20min后倾出上层清液，再加入100mL水，加热至沸，取下，静置20min，用中速滤纸过滤，以热水洗至pH＝7～8，用热硫酸（1＋50）洗3～5遍，将滤液及前述上层清液合并浓缩后，冷却至室温，定容于100mL 容量瓶中，混匀。供测定四、五价钒含量用。

将上述碱液不溶残渣连同滤纸转入250mL 烧杯中，加入15mL硫酸、5mL硝酸，缓慢加热至硫酸冒烟，取下稍冷，加入2mL高氯酸，加热至高氯酸烟冒尽，微冒硫酸烟，取下稍冷，加入20mL水，冷却至室温，加入5mL磷酸，用中速滤纸过滤，定容于100mL容量瓶中。测定三价钒含量。

土壤样品中四、五价钒含量的测定：准确分取50.00mL“三价钒的溶解浸出液”中的滤液于500mL烧杯中，加入20mL硫酸酸化后，加入5mL磷酸、20mL水，加2g过硫酸铵，煮沸氧化至约50mL。取下冷却至室温，然后定容于100mL容量瓶中。测定四、五价钒的含量。

6.4.1.3 实验测定结果

攀枝花地区不同取样点、不同取样深度所采取的土壤样品经处理后，对其所含不同价态钒分离浸出，并用示波极谱法进行了测定，测定结果见表6.12。

表6.12 攀枝花地区土壤样品中V（Ⅴ，Ⅳ）和V（Ⅲ）含量测定值（单位：Mg/g）

注：PZH－1^＃表示1号采样点，下同。

续表

（据曾英，2006）

6.4.1.4 不同地点钒价态数据分析

根据表6.12土壤中钒的价态结果，将各取样点不同取样深度处各价态钒量绘制成柱形图，分别见图6.6至图6.12。

图6.6 PZH－1^＃采样点不同采样层各价态钒量

图6.7 PZH－3^＃采样点不同采样层各价态钒量

图6.8 PZH－4^＃采样点不同采样层各价态钒量

图6.9 PZH－12^＃采样点不同采样层各价态钒量

图6.10 PZH－16^＃采样点不同采样层各价态钒量

图6.11 PZH－21^＃采样点不同采样层各价态钒量

图6.12 PZH－31^＃采样点不同采样层各价态钒量

（1）PZH－1^＃点——攀枝花钒钛磁铁矿矿区

图6.6为PZH－1^＃取样点不同取样深度钒总量及不同价态钒量值的柱形图。由图6.6可见，在该取样点的表层土壤（＜20cm）中，全钒含量较高，表明钒钛磁铁矿开采过程中，钒随矿尘进入大气，并以降尘形式沉于表层土壤，从而使表层土壤含钒量增加。而在该取样点的不同取样深度处，土壤中的钒主要是以五价和四价形式存在，三价钒较少。在不同取样层，五价和四价钒量之和的分布特征为1C＞1B＞1A₁＞1D，三价钒分布特征为1A₁＞1B＞1D＞1C，C层的高价钒量的绝对值和相对值均高于其他取样层。

（2）PZH－3^＃点——尾矿坝上方

图6.7为PZH－3^＃取样点不同取样深度处钒总量及不同价态钒量值的柱形图。由6.7可见，该取样点的3B层即淀积层钒含量最高，可能是由于地表钒元素随地表水的淋滤作用而在该土壤层沉积。在该取样点的不同深度处，五价、四价钒量＞三价钒量。但3D（基岩层）层的三价钒量相对其他取样点偏高，四、五价钒量相对其他取样点偏低。各值的分布特征分别为：三价钒为3D＞3A₁＞3B＞3A＞3C，四、五价钒为3B＞3A₁＞3C＞3A＞3D。

（3）PZH－4^＃点—尾矿坝下方

图6.8为PZH－4^＃取样点不同取样深度处钒总量及不同价态钒量值的柱形图。由图6.8可见，该取样点含钒量较其他取样点高，在不同取样层中，旱地表层土壤全钒量最低。该取样点位于尾矿坝下游，尾矿中所含可溶性钒可在雨水、地表水的浸渍作用下进入水中，并通过水循环而渗入土壤层，从而导致土壤中钒含量的增加。而该取样点的不同取样层间，五价、四价及三价钒的含量相差不是很大，没有出现明显的层间分布差异。

（4）PZH－12^＃、PZH－16^＃点——农业生产区

图6.9为PZH－12^＃取样点不同取样深度处钒总量及不同价态钒量值的柱形图。由图6.9可见，在该取样点土壤钒呈现深层富集特征，D层含钒量较高。但在表层土壤中，荒草地表层土壤（A）含钒量明显高于旱田的表层土壤（A₁）。这在一定程度上说明了旱田种植作物对土壤中钒的吸收，实现了钒从土壤至作物的迁移过程。

同时，该取样点虽位于尾矿坝下游河道区，但由于其远离冶炼区及尾矿坝，其总钒含量明显低于受矿山开采活动干扰较严重的取样点。这在一定程度上说明，飘尘、降尘仍是造成钒在环境体系中迁移的主要媒介。飘尘、降尘中可溶解态钒可在雨水及地表径流水冲刷作用下渗入土壤，从而导致该取样点D层土壤中含钒量较高。

在各取样层间，D层的五价、四价钒量较大，三价钒相对量及绝对量均小，即D层的钒主要是以高价钒存在。但在旱地表层土壤（A₁）中，三价钒含量明显偏高。

图6.10为PZH－16^＃取样点不同取样深度处钒总量及不同价态钒量值的柱形图。该取样点远离矿区和冶炼区，因而钒的含量相对较低，在不同取样层土壤中，钒含量相差不大。旱地表层土壤中的钒主要以五价和四价形式存在，三价钒量较少，从而说明该取样点旱地表层钒的潜在毒性较大。

（5）PZH－21^＃点——远离矿区和冶炼区

图6.11为PZH－21^＃取样点不同取样深度处钒总量及不同价态钒量值的柱形图。该取样点的3个取样深度三价钒含量比较接近。受风化作用的影响，该取样点不同取样层中五价、四价钒量都较高，且表层土壤中五价、四价钒的相对含量更高。

在该取样点附近，没有矿山或其他矿业活动存在，但土壤中钒的含量较高，平均值达110.15μg/g，高于PZH－1^＃和PZH－3^＃取样点。对于该测量结果，需要做进一步分析和研究。

（6）PZH－31^＃点——冶炼区

图6.12为PZH－31^＃取样点不同取样深度处钒总量及不同价态钒量值的柱形图。该取样点位于冶炼区，因冶炼产生的废气、废渣、废水等对土壤的渗入，使土壤含钒量明显高于其他地区。

在该取样点的不同深度处，土壤中的钒均主要以五价形式存在，三价钒较少。各层间四、五价钒量分布特征为31A＞31C＞31D＞31B；而三价钒分布特征为31C＞31D＞31A＞31B，即在B层，钒主要是以毒理性较强的高价钒存在。

6.4.1.5 各取样点土壤样品中各价态钒量比较

各采样点不同价态钒量及它们间的百分比分别见图6.13和图6.14。从图可看出，所测土壤样品中的钒主要是以五价及四价钒存在，三价钒含量相对较少。究其原因，可能是在表生带中，内生的含钒矿物遭受到风化作用后，其中的V^3＋离子很容易被氧化为含V^5＋的（VO₄）^3－络阴离子。

图6.13 各采样点不同价态钒量百分比

图6.14 各采样点不同价态钒量

6.4.1.6 不同取样层各价态钒的分布状况分析

将所取土壤样品中元素钒的测定值按不同层次计算其平均值，其初步统计分析结果见表6.13。由表6.13可知，各取样点不同取样深度全钒量测量值大小顺序为：D＞C＞A＞A₁＞B；而五价钒含量在不同取样层含量大小为：D＞A＞C＞B＞A₁；三价钒量大小顺序为：A₁＞D＞A＞C＞B。由此可见，土壤中钒含量及其赋存价态与取样深度间没有较明显的相关性，原因有二：①正如前所述，在0～75cm深度间所采土壤的分层现象不十分明显，各层土壤样品并不能代表各自的土壤发生层，而更大程度上反映的是取样的相对深度；②土壤中钒含量高低及其赋存价态是多因素共同作用的结果。矿山开采、运输及冶炼可使钒以V₂O₅尘埃形式进入大气，又经大气沉降、雨水夹带等作用而降落在土壤地表层，可使地表层钒含量增加；地表径流水的夹带可实现钒在不同区域间的迁移；地表水的渗透、溶解作用可将钒由土壤表层向深层扩充；耕作层土壤中钒可被植物吸收，且吸收的量大小随植物种类不同而产生差异；土壤溶液的氧化性能及吸附性能又将影响土壤中钒的迁移能力及其赋存价态。所有这些因素都将导致钒含量的高低及价态间的转化，因而很难从采样层上发现钒的分布规律。但同时从表6.13也可看出，相对而言，D层钒含量较高，这可能是因为D层已达基性岩区，地表水淋滤作用开始减弱，水中所夹带的钒将在该土壤层产生沉积区，同时该层土壤易受风化作用、氧化作用的影响，因而相对而言，总钒量及高价钒含量偏高。

表6.13 不同取样层各价态钒的平均值

注：A，B，C，D，A₁为采样层位；N为样品个数；平均值＝∑X_i/N。 （据曾英，2006）

㈣ 怎样判断元素都有哪些价态

化合价是元素中的原子得失电子的或生成共用电子对的数目。 化合价表示原子之间互相化合的数目。 化合价也是元素在形成化合物时表现出的一种性质。
1.非金属元素的化合价:
由于金属元素的原子最外层电子数少于4个，故在化学反应中易失去最外层电子而表现出正价，即金属元素的化合价一般为正
2.常见元素的化合价:
一价氢氯钠钾银
二价氧钙钡镁锌
三铝四硅五价磷
二三铁，二四碳
二四六硫都齐全
铜汞二价最常见
单质零价永不变

㈤ 富兰克林分析法

X射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。衍射X射线满足布拉格（W.L.Bragg）方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。本法的特点在于可以获得元素存在的化合物状态、原子间相互结合的方式，从而可进行价态分析，可用于对环境固体污染物的物相鉴定，如大气颗粒物中的风砂和土壤成分、工业排放的金属及其化合物（粉尘）、汽车排气中卤化铅的组成、水体沉积物或悬浮物中金属存在的状态等等。

㈥ 除了xps 能看元素的表面电子价态外，还有什么手段可以表征

成分分析、元素分布之类的测试，你要是测元素价态肯定是不行的，你应该是用XPS来测，它可以测表面的化学组成或元素组成，原子价态，表面能态分布，测定表面电子的电子云分布和能级结构等，在元素组成这一块测试的精度要比SIMS低很多，但是价态测。
感觉提问主意不是很清晰
建议查下资料哦

㈦ 分析状态信息的概念,内容以及预处理方法

摘要 状态分析