Yttriuminleiding

Y – Yttriuminleiding

 

Het yttrium behoort tot groep 3 de periodieke lijst, die Sc, ook La en Ac omvat. Het element heeft een atoomaantal 39, atoomgewicht van 89, één oxydatiestaat (+3) en één natuurlijk - het voorkomen isotoop (⁸⁹ Y). Chemisch, lijkt Y op de zwaardere Zeldzame aardeelementen (REEs). Het grote belang van Y in geochemie is dat het een geochemische gedragstussenpersoon tussen kleinere dysprosium van lanthanidenelementen (Dy) en holmium heeft (Ho) (McLennan 1999b).

Het yttrium is een lithophile metaalelement dat verscheidene mineralen met inbegrip van xenotime YPO₄ en yttrialite (Y, Th) ₂ Si₂ O₇ vormt, maar is ook aanwezig als bijkomend element in biotiet, veldspaat, pyroxeen, granaat en apatite.

 

De elektronenconfiguratie en de Ionische straal van Y lijken op die van zwaardere REEs (GD aan Lu), waarmee het in mineralen en rotsen wordt geassocieerd. Dit wordt gezien tijdens magmatische processen, waar het gedrag van Y aan dat van zware REEs zeer gelijkaardig is. Het wordt sterk verdeeld in granaat, hoornblende, clinopyroxene en biotiet, maar toont niettemin lichte verrijking in granietachtig (ca. 40 mg kg-1) met betrekking tot midden (ca. 35 mg kg-1) en basaltachtige (ca. 32 mg kg-1) stollingsgesteenten. Mielke (1979) geeft een waarde van 31 mg kg-1 voor het crustal gemiddelde van Y, dat hoger is dan elementen zoals Sn en Pb. In basalt, is zijn concentratie gevoelig voor de graad van het gedeeltelijke smelten (Wedepohl 1978). De onevenredig lage y-concentraties kunnen in calc-alkalische magma als resultaat van de stabilisatie van fasenrijken in zware REEs in het brongebied en/of hun opdeling van de magma voorkomen. De opgeheven waarden van Y en REE-zijn over het algemeen indicatief van felsic die rotsen, vooral intrusives, en de grond en stroomsedimenten uit hen worden afgeleid.

 

Zowel Y als de de vorm stabielere complexen zware van REEs (GD aan Lu) dan lichte REEs (La aan Sm), in het bijzonder met carbonaat, fluoride of sulfaatanionen in alkalische oplossingen, en zij zijn zo naar voren meer gebogen aan hydrothermale mobilisering (Kosterin 1959). Nochtans, is er weinig bewijsmateriaal van y-mobiliteit tijdens metamorfie (O'Nions en Pankhurst 1974, Drury 1978).

De concentratie van Y in afzettingsgesteenten wordt grotendeels bepaald door de overvloed van zware resistatemineralen, zoals zircon, xenotime en

granaat. In low-energy afzettingsmilieu's, kan één of ander Y ook in stabiele organische verbindingen en alkalicarbonaatcomplexen voorkomen. De schalie (ca. 40 mg kg-1) en greywacke (ca. 30 mg kg-1) is typisch verrijkt die in Y met carbonaatrotsen (ca. 4 mg kg-1) wordt vergeleken en zandsteen (ca. 15 mg kg-1). Het blijkt dat is Y verrijkt in klei en schalie van mariene oorsprong met betrekking tot hun lacustrine tegenhangers (Balashov et al. 1964). De yttriumverrijking is gemeld in laterite (Calliere et al. 1976) en oolitic ferromangaanstortingen (Goldberg et al. 1963). De gemiddelde waarde van Y in loess wordt geciteerd als 25 mg kg-1 (McLennan en Murray 1999).

Kabata-Pendias (2001) rapporteert dat Y niet systematisch op kleine grondsteekproeven, daarom is bepaald, gekend is over zijn gedrag; beteken y-inhoud voor onbeschaafde en gecultiveerde grond respectievelijk worden aangehaald als 23 mg kg-1 en 15 mg kg-1.

 

In stroomsediment wordt het grootste deel van Y gehouden in bijkomende mineralen, waarzoals granaat, apatite, sphene, monazite en zircon, tegen verwering bestand zijn. De overvloed van Y in rivierparticulates wordt gegeven als 28 mg kg-1 (McLennan en Murray 1999). In zure milieu's, kan Y door de ontbinding van ferromagnesian silicaten worden gemobiliseerd, in het bijzonder clinopyroxene, maar de verdere verspreiding wordt typisch beperkt door sorptie tot hydrous Fe-oxyden en kleimineralen. In neutraal en alkalisch water, remt de vorming van onoplosbare carbonaatcomplexen verder mobiliteit en Y wordt naar voren gebogen aan precipitatie op veel dezelfde manier zoals Al (Balashov et al. 1964).

Het yttrium toont zeer lage mobiliteit in alle milieuomstandigheden. In de meeste gevallen, kan het als driewaardige REE (van Middlesworth en Hout 1998) worden behandeld en, als REEs, zijn veel van zijn dragermineralen resistate. Hoewel in theorie het ion^van Y³⁺ met zuur oplosbaar is, ontkent de lage oplosbaarheid van de fosfaat, hydroxyde en carbonaatspecies dit (Brookins 1988). Het yttrium en REEs in stroomwater zijn vaak in de vorm van opgeschorte deeltjes of colloïden eerder dan in opgeloste vorm, en zij worden verondersteld om met Fe (OH) ₃ (van Middlesworth en Hout 1998) te coprecipiteren.

De antropogene bronnen van Y omvatten REE-mijnbouw en ceramisch stof (Reimann en DE Caritat 1998). Het wordt wijd gebruikt in huishoudapparaten, zoals kleurentelevisies, fluorescente lampen, energy-saving lampen en glazen. Het wordt ook in de productie van katalysators en gebruikt om glas op te poetsen.

Het yttrium wordt beschouwd als om voor levende organismen niet-essentieel. Zijn giftigheid wordt over het algemeen beschouwd laag, maar het is giftiger dan enkele andere REE. Het yttrium is meestal gevaarlijk in de werkomgeving, potentieel veroorzakend longembolieën met blootstelling op lange termijn. Het yttrium kan kanker ook veroorzaken, en kan een bedreiging voor de lever zijn wanneer het in het menselijke lichaam accumuleert.

Lijst 74 vergelijkt de middenconcentraties van Y in de FOREGS-steekproeven en in sommige verwijzingsdatasets.

 

Lijst 74. Middenconcentraties van Y in de FOREGS-steekproeven en in sommige referentiegegevensreeksen.
Yttrium (y)	Oorsprong – Bron		Aantal van steekproeven		Groottefractie mm		Extractie		Midden mg kg-1
Crust1)	Hogere continentaal		n.a.		n.a.		Totaal		21
Ondergrond	FOREGS		788		<2>		Totaal (icp-lidstaten)		23.0
Bovengrond	FOREGS		845		<2>		Totaal (icp-lidstaten)		21.0
Soil2)	Wereld		n.a.		n.a.		Totaal		20
Water		FOREGS		807		Gefiltreerd <0>		0,064 (μg l-1)
Water3)		Wereld		n.a.		n.a.		0,7 (μg l-1)
Water2)		Wereld		n.a.		n.a.		0,04 (μg l-1)
Stroomsediment	FOREGS		848		<0>		Totaal (XRF)		25.7
Het sediment van het alluviale gebied	FOREGS		743		<2>		Totaal (XRF)		20.1
1)Rudnick & Gao 2004, 2)Koljonen 1992, 3)Ivanov 1996.

 

Yttrium in grond

De middeny-inhoud is 23 mg kg-1 in ondergrond en 21 mg kg-1 in bovengrond; de waaier varieert van <3 to="" 88="" mg="" kg="">-1 in ondergrond en tot 267 mg kg-1 in bovengrond. De gemiddelde verhouding bovengrond/ondergrond is 0,914.

Het geochemische gedrag van Y is het meest gelijkaardig aan dat van zware REEs (GD, Tb, Dy, Ho, ER, Tm, Yb en Lu).

Het yttrium in ondergrond toont lage waarden (<15 mg="" kg="">- 1) in heel het grootste deel van Finland, Polen, noordelijk Duitsland, Denemarken en Nederland, Noord-Ierland, oostelijk Schotland, centraal Portugal en zuidelijk Spanje.

De hoge y-waarden in ondergrond (>31 mg kg-1) worden gevestigd hoofdzakelijk in de kristallijne kelderverdieping van het Iberische Massief in noordelijk Portugal en Galicië (Spanje), in de Italiaanse en noordelijke alkalische magmatische provincies van Griekenland (Installatie et al. 2005), een puntanomalie in Toscanië, in het Massif Central, Bretagne, in overblijvende grond op karst van Slovenië en Kroatië, in zuidelijk Hongarije en Oostenrijk, zuidoostelijk Duitsland, loess/palaeoplacer het gebied van noordelijk Frankrijk aan Duitsland, zuidwestelijk Noorwegen, en noordelijk Zweden (Salpeteur et al. 2005). De puntanomalieën verschijnen in westelijk die Griekenland, met de grond en het fosforietmineralisering van terrarossa, en in Noord-Ierland dichtbij het Mourne-graniet wordt geassocieerd.

In bovengrond, is Y lager in Noorwegen en Zweden, maar elders is het patroon gelijkaardig aan dat van de ondergrond. Er is een puntanomalie in de Canarische Eilanden verbonden aan alkalibasalt.

De gemiddelde verhouding bovengrond/ondergrond is 0,914 voor Y, gelijkend op REEs, in het bijzonder HREEs (zware zeldzame aardeelementen).

Het yttrium in ondergrond heeft een zeer sterke correlatie (>0.8) met het grootste deel van REEs (Dy, ER, de EU, GD, Ho, Lu, Nd, Sm, Tb, Tm, Yb), een sterke correlatie (>0.6) met Ce, La, PR, Nb, Ti, Fe en binnen, en een goede correlatie (>0.4) met Mn, Co, Cu, Zn, Pb, Sc, V, Al, GA, Zr, HF, Rb, Tl, Ta, Te en Th. In bovengrond, is hetzelfde correlatiepatroon aanwezig, maar U en CD hebben ook een goede correlatie met Y.

 

Yttrium in stroomwater

De yttriumwaarden in stroomwater strekken zich meer dan drie grootteordes uit, van <0>-1 tot 6,53 μg l-1 (exclusief een uitloper van 26,6 μg l-1), met een middenwaarde van 0,064 μg l-1. De yttriumgegevens correleren dichtst met de zeldzame aardenelementen in het algemeen, en in het bijzonder met erbium.

Laagste Y taxeert stroomwater (<0>- 1) is hoofdzakelijk gevonden in de meesten oostelijk Spanje, westelijk, zuidoostelijk en noordoostelijk Frankrijk, zuidelijk Italië (met inbegrip van Sicilië en zuidelijk Sardinige) en het grootste deel van noordelijk Italië, in westelijk Slovenië, Kroatië en westelijk Oostenrijk, noordoostelijk Duitsland en in heel Albanië en Griekenland. De meeste gebieden van laagste y-waarden in stroomwater worden gekenmerkt door Variscan en Alpine Orogen terrains (zuidelijk Europa), terwijl andere gebieden (hoofdzakelijk noordelijk Duitsland) door ijzige afwijking worden vertegenwoordigd. Laag Y en de lage REE-waarden van het stroomwater in centraal Zweden zijn verwant met hoge die pH waarden door Palaeozoic rotsen worden veroorzaakt.

Het hoogste y-water van de concentratiesstroom (>0.95 μg l-1) is hoofdzakelijk gevonden in noordelijk Denemarken, meest zuidelijk Noorwegen en in zuidelijk Zweden en Finland. De gebieden van hoogste waarden worden gekenmerkt door Precambrian terreinen (meestal zure opdringerige en metamorfoserotsen). De verbeterde waarden van het stroomwater Y (>0.34 μg l-1) komen ook in heel centraal en zuidelijk Noorwegen, in centraal en noordelijk Zweden en Finland, oostelijk en Noord-Ierland, noordelijk die Schotland, door Skandinavische en Iers-Schotse Caledonides wordt gekenmerkt, en in Frankrijk (Bretagne en Massif Central) op Variscan-terreinen (opdringerige en vulkanische rotsen) voor. In Noord-Ierland, worden de abnormaal hoge y-waarden van het stroomwater geassocieerd met het Mourne-graniet. De hoogst abnormale y-waarden in noordelijk Duitsland worden geassocieerd met hoge doc.-waarden.

De y-hierboven besproken distributie van het stroomwater volgt dichtst REE en verwante het elementenpatroon in zure, lage mineralisering, hoog doc.-stroomwater dat duidelijk klimaat-afhankelijk is. Het yttrium in rivierwater komt hoofdzakelijk in organische complexen voor. Een geogenic verklaring schijnt mogelijk voor het wateranomalieën van de yttriumstroom in Spanje, Ierland, Bretagne en Massif Central, en van zwakkere intensiteit in Italië te zijn. In het grootste deel van deze gebieden, wordt hoger Y gevonden ook in sedimenten en/of grond.

 

Yttrium in stroomsediment

De middeny-inhoud in stroomsediment is 25,7 mg kg-1, en de waaier varieert van 1,3 tot 426 mg kg-1.

De y-de distributiekaart van het stroomsediment is gelijkaardig aan de distributie van zware REEs. De lage y-waarden in stroomsediment (<18>- 1) zijn aanwezig in het grootste deel van oostelijk Finland, noordelijke Europese duidelijk met inbegrip van Denemarken, westelijk Ierland, oostelijk Spanje, de westelijke Alpen, de noordelijke Apennijnen en noorden-meest oostelijke Italië, kustkroatië, westelijk en zuidelijk Griekenland.

De twee gebieden met de hoogste abnormale y-waarden in stroomsediment (tot 62,9 mg kg-1) zijn het Variscan-deel van het Iberische schiereiland, d.w.z., Portugal, Galicië en de Siërra DE Gredos in Oude Castilia (Spanje), en het Massif Central in Frankrijk (Variscan-graniet), zich uitbreidt in het Poitou-gebied tot het noordwesten. Hoog Y in stroomsediment (>33.6 mg kg-1) komt ^ook in zuidelijk Noorwegen (met inbegrip van de Sovi-storting), noordelijk Noorwegen, noordelijk, zuidelijk en oostelijk Zweden, een puntanomalie in noordelijk Estland (fosfaatstortingen), oostelijk Schotland, het Boheemse Massief (met inbegrip van een puntanomalie in Variscan-graniet dichtbij de grens van Oostenrijk, Tsjechische Republiek en Duitsland, en een puntanomalie dichtbij de u-storting van Dolny Rozinka in de centrale Tsjechische Republiek), Roman Alkaline Province, zuidoostelijk Oostenrijk voor, en nadert het Mourne-graniet in Noord-Ierland.

Het yttrium in stroomsediment heeft zeer sterke correlaties (>0.8) met Th en REEs (behalve de EU), een sterke correlatie (>0.6) met de EU en U, en een goede correlatie (>0.4) met Nb, Ta, Ti, Zr, HF, Sn en GA. De belangrijkste y-Dragende mineralen zijn xenotime (yttriumfosfaat) en monazite (ook de belangrijkste drager van REEs, Th en U). Deze gedragen zich als zware mineralen in sedimenten en zijn geconcentreerd samen met andere zware mineralen zoals zircon, rutiel, columbo-tantalite en cassiterite, waarbij het patroon van correlaties wordt verklaard.

 

Yttrium in het sediment van het alluviale gebied

De y-distributie in het sediment van het alluviale gebied varieert van 2-130 mg kg-1, met een mediaan van 20,1 mg kg-1.

De lage y-waarden in het sediment van het alluviale gebied (<14>- 1) komen over het grootste deel van oostelijk Finland en noordoostelijk Noorwegen op de kristallijne rotsen van het Fennoscandian-Schild, Noord-Ierland op Caledonide-terreinen, over de ijzige afwijking behandelde vlakte van Noord-Duitsland voor aan het grootste deel van Polen en Letland, in delen van oostelijk en noordoostelijk Spanje op kalk en klastische rotsen, de lagere alluviale sedimenten van de rivier van Garonne in Frankrijk, het melassebassin van zuidelijk Duitsland en Oostenrijk, en Calabrië in zuidelijk Italië.

De hoge y-waarden in het sediment van het alluviale gebied (>26.9 mg kg-1) komen hoofdzakelijk op gebieden met Nb en REE-mineralisering voor zoals in vele delen van Noorwegen (Söve-nb-REE-Th, Moeras dat REE), Oslo omvat graben, over Zweden, en in zuidwestelijk Finland op de kristallijne Fennoscandian-Schildterreinen, in westelijk Ierland en Wales patchwise (Coëducatie- het porfiercu van Y Brenin); in Frankrijk in Poitou, associeerde het Massif Central naar de Pyreneeën met felsic rotsen en mineralisering; Corsica met graniet en mineralisering, en Roman Alkaline Province. De riem van hoge y-waarden die in het sediment van het alluviale gebied zich van België over tot de Harz-Bergen uitbreiden kan op zware mineralen in de loess stortingen worden betrekking gehad; de hoge y-waarden zijn verwant met felsic stollingsgesteenten voorkomend in Erzgebirge in Duitsland, Boheems Massief en zuidelijk Moravië in de Tsjechische Republiek aan oostelijk en zuidelijk Oostenrijk, westelijk Hongarije, Slovenië, en in karstic grond in westelijk Kroatië. De hoge y-waarden in het sediment van het alluviale gebied komen ook in oostelijk Hongarije voor, hun bron die de calc-alkalische opdringerige en vulkanische rotsen van de Apuseni-Bergen in Roemenië, en over de gemineraliseerde granietachtige rotsen van centraal Macedonië in noordelijk Griekenland is.

De afgelegen en hoogst abnormale y-waarden in het sediment van het alluviale gebied komen op het Skellefte gemineraliseerde gebied in noordelijk Zweden (130 mg kg-1), in zuidelijk Zweden (56,4 mg kg-1) voor, het Poitou-gebied in Frankrijk (56,1 mg kg-1), en in Northumberland in noordoostelijk Engeland (49,1 mg kg-1), dat op fosforietstortingen kan worden betrekking gehad.

Het yttrium in het sediment van het alluviale gebied toont sterk aan zeer sterke positieve correlatie met REEs, een sterke correlatie met Al₂ O₃, GA, Ti₂ O, Fe, V, Nb en Th, en een goede correlatie met K₂ O, Rb, Co, Tl, Zr, HF, is, Li, Ta, en U.

Men kan besluiten dat de distributiekaart van Y in het sediment van het alluviale gebied de geochemische verschillen van de basis-geologie en de mineralisering, vooral zijn vereniging met felsic kristallijne rotsen toont.

 

Yttriumvergelijking tussen steekproefmedia

In het algemeen, zijn er brede gelijkenissen tussen alle stevige steekproefmedia. De bovengrond is vrij laag in Y in vergelijking met ondergrond voor een deel van Noorwegen en Zweden, maar de patronen tussen bovengrond en ondergrond zijn anders vrijwel identiek. Kustkroatië en Slovenië en de westelijke delen van Oostenrijk zijn laag in Y in stroomsediment in vergelijking met andere stevige die steekproefmedia (misschien door de verwijdering van materiaal met fijne korrels van overblijvende grond en karst worden verklaard). In stroom en van het alluviale gebied sedimenten, worden de hogere y-concentraties waargenomen in zuidelijk en noordelijk Noorwegen in vergelijking met grond. In stroomsediment, toont noordelijk Estland twee y-puntanomalieën die in andere stevige steekproefmedia afwezig zijn, misschien met betrekking tot de sedimenten van fosforiet laag-Palaeozoic. Centraal en noordelijk Groot-Brittannië toont lichtjes hoger Y in stroom slechts sediment. Voor een deel van Zweden, Wales en westelijk Ierland, is het sediment van het alluviale gebied verrijkt in Y in vergelijking met andere stevige steekproefmedia. In de alkalische vulkanische provincie van Italië en delen van westelijk Griekenland, is Y laag in sedimenten in vergelijking met grond. In centraal Spanje, is Y abnormaal hoger in stroomsediment dan in grond, terwijl het sediment van het alluviale gebied deze eigenschap niet toont. De Tsjechische Republiek en het aangrenzende gebied Duitsland zijn verrijkt in Y in stroomsediment in vergelijking met grond; de delen van deze anomalie zijn ook zichtbaar in het sediment van het alluviale gebied zich uitbreidt tot noordelijk Duitsland.

Een boxplot die y-variatie in ondergrond, bovengrond, stroomsediment en het sediment van het alluviale gebied vergelijken is in Figuur 53.

De distributie van Y in stroomwater is complex, maar over het algemeen namen de vormen tegenover patronen aan die in stevige steekproefmedia waar, behalve in Bretagne en het Centrale Massief van Frankrijk en het westelijke deel van Variscan van het Iberische schiereiland. De yttriumoplosbaarheid wordt sterk gestuurd door zure pH en de aanwezigheid van doc., en de hoogste concentraties worden waargenomen door Fennoscandia.

Figuur 53. Boxplotvergelijking van Yttriumvariatie in ondergrond, bovengrond, stroomsediment en het sediment van het alluviale gebied.