İtriyum Tanıtımı

Y – İtriyum Giriş

 

İtriyum, Sc, La ve Ac'ı da içeren periyodik tablonun 3. grubuna aittir.Elementin atom numarası 39, atom kütlesi 89, bir oksidasyon durumu (+3) ve doğal olarak oluşan bir izotopu (⁸⁹Y).Kimyasal olarak Y, daha ağır Nadir Toprak Elementlerine (REE'ler) benzer.Y'nin jeokimyadaki en büyük önemi, daha küçük lantanit elementleri olan disprosyum (Dy) ve holmiyum (Ho) arasında bir jeokimyasal davranışa sahip olmasıdır (McLennan 1999b).

İtriyum, xenotime YPO dahil olmak üzere çeşitli mineraller oluşturan bir litofil metalik elementtir.₄ve itriyalit (Y,Th)₂Si₂Ö₇, fakat aynı zamanda biyotit, feldispat, piroksen, granat ve apatitte aksesuar element olarak da bulunur.

 

Y'nin elektron konfigürasyonu ve iyonik yarıçapı, minerallerde ve kayalarda ilişkili olduğu daha ağır REE'lerin (Gd ila Lu)kine benzer.Bu, Y'nin davranışının ağır REE'lerinkine çok benzer olduğu magmatik süreçler sırasında görülür.Granat, hornblend, klinopiroksen ve biyotit olarak kuvvetli bir şekilde bölünmüştür, ancak yine de granitik olarak hafif bir zenginleşme gösterir (CA.40 mg kg^-1) orta dereceye göre (CA.35 mg kg^-1) ve bazaltik (CA.32 mg kg^-1) volkanik taşlar.Mielke (1979) 31 mg kg'lık bir değer verir^-1Sn ve Pb gibi elementlerden daha yüksek olan Y'nin kabuk ortalaması için.Bazaltta konsantrasyonu kısmi erime derecesine duyarlıdır (Wedepohl 1978).Kaynak bölgesinde ağır REE'ler açısından zengin fazların stabilizasyonu ve/veya magmalardan ayrılmalarının bir sonucu olarak kalk-alkalin magmalarda orantısız olarak düşük Y konsantrasyonları oluşabilir.Yüksek Y ve REE değerleri genellikle felsik kayaçlar, özellikle intruzifler ve bunlardan türeyen toprak ve akarsu çökellerinin göstergesidir.

 

Hem Y hem de ağır REE'ler (Gd ila Lu), özellikle alkali çözeltilerde karbonat, florür veya sülfat anyonları ile hafif REE'lerden (La ila Sm) daha kararlı kompleksler oluşturur ve bu nedenle hidrotermal mobilizasyona daha yatkındırlar (Kosterin 1959).Ancak, metamorfizma sırasında Y hareketliliğine dair çok az kanıt vardır (O'Nions ve Pankhurst 1974, Drury 1978).

Sedimanter kayaçlardaki Y konsantrasyonu, büyük ölçüde zirkon, ksenotim ve zirkon gibi ağır dirençli minerallerin bolluğu ile belirlenir.

granat.Düşük enerjili çökelme ortamlarında, kararlı organik bileşiklerde ve alkali karbonat komplekslerinde de bir miktar Y oluşabilir.şeyl (CA.40 mg kg^-1) ve greywacke (CA.30 mg kg^-1) karbonatlı kayaçlara kıyasla tipik olarak Y bakımından zengindir (CA.4 mg kg^-1) ve kumtaşı (CA.15 mg kg^-1).Y'nin gölsel benzerlerine göre deniz kökenli kil ve şeyl bakımından zengin olduğuna dair kanıtlar vardır (Balashovve diğerleri1964).Lateritte (Calliere) itriyum zenginleşmesi rapor edilmiştir.ve diğerleri1976) ve oolitik ferro-manganez yatakları (Goldberg)ve diğerleri1963).Lösteki ortalama Y değeri 25 mg kg olarak belirtilir.^-1(McLennan ve Murray 1999).

Kabata-Pendias (2001), Y'nin toprak örneklerinde sistematik olarak belirlenmediğini, bu nedenle davranışı hakkında çok az şey bilindiğini bildirmektedir;ekilmemiş ve işlenmiş toprak için ortalama Y içeriği 23 mg kg olarak belirtilmiştir.^-1ve 15 mg kg^-1sırasıyla.

 

Akarsu tortusunda Y'nin çoğu, tümü hava koşullarına dayanıklı olan granat, apatit, sfen, monazit ve zirkon gibi yardımcı minerallerde tutulur.Nehir partiküllerindeki Y bolluğu 28 mg kg olarak verilmiştir.^-1(McLennan ve Murray 1999).Asit ortamlarda, Y, ferromagnezyen silikatların, özellikle klinopiroksenin çözünmesi yoluyla mobilize edilebilir, ancak müteakip dağılma, tipik olarak, sulu Fe oksitler ve kil mineralleri ile absorpsiyon ile sınırlandırılır.Nötr ve alkali suda, çözünmeyen karbonat komplekslerinin oluşumu hareketliliği daha da engeller ve Y, Al ile hemen hemen aynı şekilde çökelmeye meyilli hale gelir (Balashov).ve diğerleri1964).

İtriyum, tüm çevresel koşullar altında çok düşük hareketlilik gösterir.Çoğu durumda, üç değerlikli bir REE olarak ele alınabilir (van Middlesworth ve Wood 1998) ve REE'ler gibi, taşıyıcı minerallerinin çoğu dirençlidir.Her ne kadar teoride Y³⁺iyon asit koşulları altında çözünür, fosfat, hidroksit ve karbonat türlerinin düşük çözünürlüğü bunu ortadan kaldırır (Brookins 1988).Akarsu suyundaki itriyum ve REE'ler, çözünmüş formdan ziyade genellikle asılı parçacıklar veya kolloidler formundadır ve Fe(OH) ile birlikte çökeldikleri düşünülmektedir.₃(van Middlesworth ve Wood 1998).

Y'nin antropojenik kaynakları, REE madenciliği ve seramik tozunu içerir (Reimann ve de Caritat 1998).Renkli televizyonlar, floresan lambalar, enerji tasarruflu lambalar ve gözlükler gibi ev aletlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Katalizör üretiminde ve camın parlatılmasında da kullanılır.

İtriyumun canlı organizmalar için gerekli olmadığı kabul edilir.Toksisitesi genellikle düşük olarak kabul edilir, ancak diğer bazı REE'lerden daha toksiktir.İtriyum, çalışma ortamında çoğunlukla tehlikelidir ve potansiyel olarak uzun süreli maruziyette akciğer embolilerine neden olur.İtriyum ayrıca kansere neden olabilir ve insan vücudunda biriktiğinde karaciğer için bir tehdit olabilir.

Tablo 74, FOREGS numunelerindeki ve bazı referans veri kümelerindeki medyan Y konsantrasyonlarını karşılaştırır.

 

Tablo 74. FOREGS numunelerinde ve bazı referans veri setlerinde medyan Y konsantrasyonları.
İtriyum (Y)	Menşe - Kaynak		Sayısı örnekler		Boyut kesri mm		çıkarma		Medyan mg kg-1
Kabuk1)	üst kıta		hayır		hayır		Toplam		21
toprak altı	YABANCILAR		788		<2.0		Toplam (ICP-MS)		23.0
üst toprak	YABANCILAR		845		<2.0		Toplam (ICP-MS)		21.0
toprak2)	Dünya		hayır		hayır		Toplam		20
su		YABANCILAR		807		Filtrelenmiş <0,45 μm		0.064 (μg l-1)
Su3)		Dünya		hayır		hayır		0,7 (μg l-1)
Su2)		Dünya		hayır		hayır		0,04 (μg l-1)
Akış tortusu	YABANCILAR		848		<0.15		Toplam (XRF)		25.7
taşkın yatağı tortusu	YABANCILAR		743		<2.0		Toplam (XRF)		20.1
1)Rudnick & Gao 2004, 2)Koljonen 1992, 3)Ivanov 1996.

 

toprakta itriyum

Medyan Y içeriği 23 mg kg^-1toprak altında ve 21 mg kg^-1üst toprakta;aralık <3 ila 88 mg kg arasında değişir^-1toprak altında ve 267 mg kg'a kadar^-1üst toprakta.Ortalama üst toprak/alt toprak oranı 0,914'tür.

Y'nin jeokimyasal davranışı en çok ağır REE'lerinkine benzerdir (Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb ve Lu).

Yeraltındaki itriyum düşük değerler gösterir (<15 mg kg^-1) Finlandiya'nın çoğu, Polonya, kuzey Almanya, Danimarka ve Hollanda, kuzey İrlanda, doğu İskoçya, orta Portekiz ve güney İspanya'da.

Toprak altında yüksek Y değerleri (>31 mg kg)^-1) esas olarak kuzey Portekiz'deki İber Masifi'nin kristal bodrumunda ve İtalya ve kuzey Yunanistan'ın alkali magmatik bölgelerindeki Galiçya'da (İspanya) bulunur (Bitkive diğerleri.2005), Toskana'da, Massif Central'da, Brittany'de, Slovenya ve Hırvatistan'ın karstiğinde kalan toprakta, güney Macaristan ve Avusturya'da, güneydoğu Almanya'da, kuzey Fransa'nın Almanya'ya kadar olan lös/palaeoplacer bölgesinde, güney- batı Norveç ve kuzey İsveç (Salpeteurve diğerleri.2005).Batı Yunanistan'da nokta anomalileri ortaya çıkıyor.toprak rossatoprak ve fosforit mineralizasyonu ve kuzey İrlanda'da Morne graniti yakınında.

Üst toprakta Y, Norveç ve İsveç'te daha düşüktür, ancak başka yerlerde desen alt toprağınkine benzer.Kanarya Adaları'nda alkali bazalt ile ilişkili bir nokta anomalisi var.

Ortalama üst toprak/alt toprak oranı, REE'lere, özellikle HREE'lere (ağır nadir toprak elementleri) benzer şekilde Y için 0.914'tür.

Yeraltındaki itriyum, REE'lerin çoğuyla (Dy, Er, Eu, Gd, Ho, Lu, Nd, Sm, Tb, Tm, Yb) çok güçlü bir korelasyona (>0.8), Ce ile güçlü bir korelasyona (>0.6) sahiptir. , La, Pr, Nb, Ti, Fe ve In ve Mn, Co, Cu, Zn, Pb, Sc, V, Al, Ga, Zr, Hf, Rb, Tl, Ta, ile iyi bir korelasyon (>0.4) Te ve Th.Üst toprakta aynı korelasyon modeli mevcuttur, ancak U ve Cd de Y ile iyi bir korelasyona sahiptir.

 

Akarsu suyundaki itriyum

Akarsu suyundaki itriyum değerleri, <0,003 μg l'den üç büyüklük derecesinde değişir.^-16,53 μg l'ye kadar^-1(26.6 μg l'lik bir aykırı değer hariç^-1), medyan değeri 0,064 μg l olan^-1.İtriyum verileri, genel olarak nadir toprak elementleri ve özellikle erbiyum ile en yakından ilişkilidir.

En düşük Y değerleri akış suyu (<0,002 μg l^-1) ağırlıklı olarak doğu İspanya'nın çoğunda, batı, güneydoğu ve kuzeydoğu Fransa'da, güney İtalya'da (Sicilya ve güney Sardunya dahil) ve kuzey İtalya'nın çoğunda, batı Slovenya, Hırvatistan ve batı Avusturya'da, kuzeydoğu Almanya'da ve Arnavutluk ve Yunanistan genelinde.Akarsu suyundaki en düşük Y değerlerine sahip alanların çoğu, Variscan ve Alpin Orojen arazileri (güney Avrupa) ile karakterize edilirken, diğer alanlar (esas olarak kuzey Almanya) buzul kayması ile temsil edilir.Orta İsveç'teki düşük Y ve düşük REE akış suyu değerleri, Paleozoyik kayaçların neden olduğu yüksek pH değerleri ile ilgilidir.

En yüksek Y konsantrasyonları suyu akar (>0,95 μg l^-1) ağırlıklı olarak kuzey Danimarka'da, en güneydeki Norveç'te ve güney İsveç ve Finlandiya'da bulunur.En yüksek değerlere sahip alanlar, Prekambriyen arazilerle (çoğunlukla asit müdahaleci ve metamorfik kayaçlar) karakterize edilir.Gelişmiş akış suyu Y değerleri (>0.34 μg l^-1) ayrıca orta ve güney Norveç'te, orta ve kuzey İsveç ve Finlandiya'da, doğu ve kuzey İrlanda'da, İskandinav ve İrlanda-İskoç Caledonides ile karakterize edilen kuzey İskoçya'da ve Fransa'da (Brittany ve Massif Central) Variscan arazilerinde (müdahaleci ve volkanik) meydana gelir. kayalar).Kuzey İrlanda'da anormal derecede yüksek Y akışı su değerleri Morne graniti ile ilişkilidir.Kuzey Almanya'daki son derece anormal Y değerleri, yüksek DOC değerleriyle ilişkilidir.

Yukarıda tartışılan Y akışı su dağılımı, açıkça iklime bağlı olan asit, düşük mineralizasyon, yüksek DOC akış suyundaki REE ve ilgili element modelini en yakından takip eder.Nehir suyundaki itriyum, ağırlıklı olarak organik komplekslerde oluşur.İspanya, İrlanda, Brittany ve Massif Central'daki itriyum akışı suyu anomalileri ve İtalya'daki daha zayıf yoğunluk için jeojenik bir açıklama mümkün görünüyor.Bu alanların çoğunda, tortularda ve/veya toprakta da daha yüksek Y bulunur.

 

Akarsu tortusunda itriyum

Akış tortusundaki medyan Y içeriği 25.7 mg kg^-1, ve aralık 1,3 ila 426 mg kg arasında değişir^-1.

Y akışı tortu dağılım haritası, ağır REE'lerin dağılımına benzer.Akarsu tortusunda düşük Y değerleri (<18.1 mg kg^-1) doğu Finlandiya'nın çoğunda, Danimarka dahil olmak üzere kuzey Avrupa ovasında, batı İrlanda, doğu İspanya, batı Alpler, kuzey Apeninler ve en kuzeydoğu İtalya, kıyı Hırvatistan, batı ve güney Yunanistan'da bulunur.

Akarsu tortusunda en yüksek anormal Y değerlerine sahip iki alan (62,9 mg/kg'a kadar)^-1) İber Yarımadası'nın Variskan kısmıdır,yani,Portekiz, Galiçya ve Eski Kastilya'da (İspanya) Sierra de Gredos ve Fransa'da Massif Central (Variscan graniti), kuzeybatıda Poitou bölgesine doğru uzanır.Akarsu tortusunda yüksek Y (>33,6 mg kg)^-1) ayrıca güney Norveç'te (Sovi yatağı dahil), kuzey Norveç'te, kuzey, güney ve doğu İsveç'te, kuzey Estonya'da (fosfat yatakları), doğu İskoçya'da, Bohem Masifi'nde (Variscan granitinde bir nokta anomalisi dahil) bir nokta anomalisi oluşur. Avusturya, Çek Cumhuriyeti ve Almanya sınırı ve Orta Çek Cumhuriyeti'ndeki Dolny Rozinka'nın U yatağı yakınında bir nokta anomalisi), Roman Alkali Eyaleti, güneydoğu Avusturya ve kuzey İrlanda'daki Morne graniti yakınında.

Akarsu tortullarındaki itriyum, Th ve REE'ler (Eu hariç) ile çok güçlü bir korelasyona (>0.8), Eu ve U ile güçlü bir korelasyona (>0.6) ve Nb, Ta, Ti, Zr ile iyi bir korelasyona (>0.4) sahiptir. , Hf, Sn ve Ga. Ana Y içeren mineraller ksenotim (itriyum fosfat) ve monazittir (aynı zamanda REE'lerin ana taşıyıcısı, Th ve U).Bunlar tortullarda ağır mineraller gibi davranırlar ve zirkon, rutil, kolombo-tantalit ve kasiterit gibi diğer ağır minerallerle birlikte konsantre olurlar, böylece korelasyon modelini açıklarlar.

 

Taşkın yatağı tortusunda itriyum

Taşkın yatağı çökeltisindeki Y dağılımı 2-130 mg kg arasında değişmektedir.^-1, medyan 20,1 mg kg^-1.

Taşkın yatağı tortusunda düşük Y değerleri (<14,7 mg kg^-1) doğu Finlandiya'nın çoğunda ve kuzeydoğu Norveç'te Fennoscandian Shield'in kristal kayaları üzerinde, Kuzey İrlanda Caledonide arazilerinde, kuzey Almanya'dan Polonya ve Letonya'nın çoğuna, doğu ve kuzey- doğu İspanya kalkerli ve kırıntılı kayalar üzerinde, Fransa'da Garonne nehrinin alt alüvyon çökelleri, güney Almanya ve Avusturya'nın melas havzası ve güney İtalya'da Calabria.

Taşkın yatağı tortusunda yüksek Y değerleri (>26.9 mg kg)^-1) esas olarak Norveç'in birçok yerinde olduğu gibi (Söve Nb-REE-Th, Fen REE), İsveç genelinde yama şeklinde ve güneybatı Finlandiya'da kristalin Fennoscandian Kalkanı arazilerinde Oslo graben dahil olmak üzere Nb ve REE mineralizasyonuna sahip alanlarda meydana gelir, batı İrlanda ve Galler'de (Coed Y Brenin porfiri Cu);Fransa'da Poitou'da, Massif Central Pirenelere doğru felsik kayaçlar ve mineralizasyonla ilişkili;Granit ve mineralizasyon ile Korsika ve Roma Alkali Eyaleti.Belçika'dan Harz Dağları'na kadar uzanan taşkın yatağı tortullarındaki yüksek Y değerleri kuşağı, lös yataklarındaki ağır minerallerle ilgili olabilir;yüksek Y değerleri Almanya'da Erzgebirge'de, Çek Cumhuriyeti'nde Bohem Masifi'nde ve güney Moravya'da doğu ve güney Avusturya'da, batı Macaristan'da, Slovenya'da ve batı Hırvatistan'da karstik topraklarda meydana gelen felsik magmatik kayaçlarla ilgilidir.Taşkın yatağı tortullarındaki yüksek Y değerleri, doğu Macaristan'da da meydana gelir; bunların kaynağı, Romanya'daki Apuseni Dağları'nın kalk-alkali müdahaleci ve volkanik kayaları ve kuzey Yunanistan'daki Orta Makedonya'nın mineralize granit kayaları üzerindedir.

Taşkın yatağı çökeltisindeki dış ve oldukça anormal Y değerleri, kuzey İsveç'teki Skellefte mineralize alanında meydana gelir (130 mg kg^-1), güney İsveç'te (56.4 mg kg^-1), Fransa'daki Poitou bölgesi (56.1 mg kg^-1) ve kuzeydoğu İngiltere'deki Northumberland'da (49.1 mg kg)^-1), fosforit yatakları ile ilgili olabilir.

Taşkın yatağı tortusundaki itriyum, REE'ler ile güçlü ila çok güçlü bir pozitif korelasyon gösterir, Al ile güçlü bir korelasyon₂Ö₃, Ga, Ti₂O, Fe, V, Nb ve Th ve K ile iyi bir korelasyon₂O, Rb, Co, Tl, Zr, Hf, Be, Li, Ta ve U.

Y'nin taşkın yatağı tortullarındaki dağılım haritasının, ana kaya jeolojisi ve mineralizasyonunun jeokimyasal farklılıklarını, özellikle de felsik kristalin kayalarla ilişkisini gösterdiği sonucuna varılabilir.

 

Örnek ortamlar arasında itriyum karşılaştırması

Genel olarak, tüm katı numune ortamları arasında geniş benzerlikler vardır.Üst toprak, Norveç ve İsveç'in bazı bölgelerindeki alt toprakla karşılaştırıldığında Y'de nispeten düşüktür, ancak üst toprak ve alt toprak arasındaki desenler, bunun dışında hemen hemen aynıdır.Hırvatistan ve Slovenya kıyıları ve Avusturya'nın batı kısımları, diğer katı numune ortamlarına kıyasla akıntı tortusu bakımından Y bakımından düşüktür (muhtemelen artık toprak ve karsttan ince taneli malzemenin çıkarılmasıyla açıklanmaktadır).Akarsu ve taşkın yatağı çökellerinde, güney ve kuzey Norveç'te toprağa kıyasla daha yüksek Y konsantrasyonları gözlenir.Akarsu tortusunda, kuzey Estonya, muhtemelen fosforit alt-Paleozoyik çökelleriyle ilgili diğer katı örnek ortamlarında bulunmayan iki Y noktası anomalisi gösterir.Orta ve kuzey İngiltere, yalnızca akış tortusunda biraz daha yüksek Y gösterir.İsveç, Galler ve batı İrlanda'nın bazı bölgelerinde, taşkın yatağı tortusu, diğer katı numune ortamlarına kıyasla Y bakımından zengindir.İtalya'nın alkali volkanik eyaletinde ve batı Yunanistan'ın bazı bölgelerinde Y, toprağa kıyasla tortularda düşüktür.İspanya'nın merkezinde Y, dere tortusunda topraktan anormal bir şekilde daha yüksektir, oysa taşkın yatağı tortusu bu özelliği göstermez.Çek Cumhuriyeti ve Almanya'nın komşu bölgesi, toprağa kıyasla dere tortusunda Y açısından zengindir;Bu anomalinin bir kısmı kuzey Almanya'ya uzanan taşkın yatağı tortusunda da görülebilir.

Alt toprak, üst toprak, akarsu tortusu ve taşkın yatağı tortusundaki Y değişimini karşılaştıran bir kutu grafiği Şekil 53'tedir.

Y'nin akarsu suyundaki dağılımı karmaşıktır, ancak genel olarak, Brittany ve Fransa'nın Orta Masifi ve İber Yarımadası'nın Variscan batı kısmı hariç, katı numune ortamında gözlemlenenlere zıt modeller oluşturur.İtriyum çözünürlüğü, asit pH'ı ve DOC varlığı tarafından güçlü bir şekilde kontrol edilir ve Fennoscandia'da en yüksek konsantrasyonlar gözlenir.

Şekil 53. Kutu grafiği karşılaştırmasıİtriyumtoprak altı, üst toprak, akarsu tortusu ve taşkın yatağı tortusunda değişiklik.