【期刊】使用热重-质谱法检测和量化低含量的碳酸盐矿物

摘要：（谷歌翻译，以英文原文为准）

增强岩石风化(ERW)是一项正在积极研究以改善人为气候变化的有前途的技术。在加入压碎的硅酸盐岩石后，战争遗留爆炸物加速了农业土壤中大气二氧化碳(CO2)的减少。玄武岩是一种丰富的硅酸盐岩石，已被广泛用于ERW。为了对战争遗留爆炸物的效力进行测量和建模，关键是要充分描述在实验室进行的集水规模实验中使用的玄武岩材料的矿物成分。
正如先前在火星上类似的玄武岩岩石和土壤材料上所证明的那样，热分析方法，如热重分析-质谱联用(TGA-MS ),提供了一种潜在的快速、有效的技术来识别和量化存在于战争遗留爆炸物玄武岩及其风化产物中的碳酸盐矿物种类。
我们对用于战争遗留爆炸物实验的六种不同的玄武岩材料进行了研究，这些材料来自非常不同的地质和地理环境，研究表明，热重分析重量损失可以提供关于低含量碳酸盐矿物的有用信息。此外，从伴随的MS检测到的CO2演化中得到的碳酸盐矿物鉴定和量化，并通过SEM-EDS绘图得到证实，能够检测到更低的浓度，方解石的检测限低于100 ppm。因此，与传统的无机碳分析相比，TGA-MS具有显著的优势。
在TGA过程中遇到的碳酸盐矿物重量损失及其伴随的CO₂演化先前被归因于相对小的、确定的温度范围。然而，至关重要的是，这项研究揭示了一系列碳酸盐矿物的质谱峰CO₂释放的浓度依赖性大范围变化。了解这些参数对于准确解释玄武岩热重-质谱分析结果、这些材料的特性以及评估战争遗留爆炸物技术是必不可少的。

部分图文：

Fig. 1. Enhanced rock weathering in arid climates schematic.

Fig. 2. TGA (black line), DTG (magenta line) and evolved CO2 profiles (blue integrated area) for (a) calcite, (b) dolomite and (c) magnesite standards. Numerical labels relate to peak maxima on the CO2 evolution profiles.

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