Introduction de yttrium

Y – introduction de yttrium

 

Le yttrium appartient le groupe 3 de la table périodique, qui inclut également le Sc, la La et le C.A. L'élément a un nombre atomique de 39, la masse atomique de 89, un état d'oxydation (+3) et un isotopes naturels (⁸⁹ Y). Chimiquement, Y ressemble aux éléments de terres rares plus lourds (REEs). L'importance majeure de Y en géochimie est qu'elle a une intermédiaire géochimique de comportement entre le dysprosium plus petit d'éléments de lanthanide (Dy) et le holmium (Ho) (McLennan 1999b).

Le yttrium est un élément métallique lithophile qui forme plusieurs minerais comprenant le xenotime YPO₄ et le yttrialite (Y, Th) ₂ SI₂ O₇, mais est également présent comme élément accessoire en biotite, feldspath, pyroxène, grenat et apatite.

 

La configuration d'électron et le rayon ionique de Y ressembler à ceux du REEs plus lourd (Gd au Lu), auquel il est associé dans les minerais et les roches. Ceci est vu pendant des processus magmatiques, où le comportement de Y est très semblable à celui du REEs lourd. Il est fortement divisé dans le grenat, la hornblende, le clinopyroxène et la biotite, mais néanmoins montre le léger enrichissement dans granitique (mg kg-1 de CA 40) relativement à l'intermédiaire (mg kg-1 de CA 35) et (mg kg-1 de CA 32) aux roches plutoniques basaltiques. Mielke (1979) donne une valeur 31 de mg kg-1 pour la moyenne dans la croûte de Y, qui est plus haut que des éléments tels que le Sn et le Pb. En basalte, sa concentration est sensible au degré de fonte partielle (Wedepohl 1978). Les concentrations d'une façon disproportionnée basses de Y peuvent se produire en magmas CALC-alcalins en raison de la stabilisation des phases riches en REEs lourd dans la région de source et/ou leur fractionnement des magmas. Les valeurs élevées de Y et de REE sont généralement indicatives des roches felsic, particulièrement des intrusives, et des sédiments de sol et de courant dérivés de eux.

 

Y et les complexes plus stables lourds de forme de REEs (Gd au Lu) que REEs léger (La au SM), en particulier avec du carbonate, les anions de fluorure ou de sulfate dans les solutions alcalines, et eux sont ainsi une mobilisation hydrothermique plus encline (Kosterin 1959). Cependant, il y a peu de preuves de mobilité de Y pendant le métamorphisme (O'Nions et Pankhurst 1974, Drury 1978).

La concentration de Y dans les roches sédimentaires est en grande partie déterminée par l'abondance de minerais lourds de resistate, tels que le zircon, xenotime et

grenat. Dans les environnements dépositionnels à énergie réduite, un certain Y peut également se produire dans les composés organiques et les complexes stables de carbonate d'alcali. Le schiste (mg kg-1 de CA 40) et le greywacke (mg kg-1 de CA 30) sont typiquement enrichis dans Y ont rivalisé avec les roches de carbonate (mg kg-1 de CA 4) et le grès (mg kg-1 de CA 15). Évidemment Y est enrichi en argile et schiste d'origine marine relativement à leurs homologues lacustres (Balashov et autres 1964). L'enrichissement en yttrium a été rapporté dans la latérite (Calliere et autres 1976) et les gisements oolitic de ferromanganèse (Goldberg et autres 1963). La valeur moyenne de Y en loess est citée en tant que 25 mg kg-1 (McLennan et Murray 1999).

2001) rapports de Kabata-Pendias (que Y n'a pas été déterminés systématiquement sur des échantillons de sol, donc, peu est connus au sujet de son comportement ; le contenu du moyen Y pour le sol non cultivé et cultivé est cité en tant que 23 mg kg-1 et 15 mg kg-1 respectivement.

 

En sédiment de courant la majeure partie du Y est tenue en minerais accessoires, tels que le grenat, l'apatite, le sphene, le monazite et le zircon, qui sont résistants à l'altération superficielle par les agents. L'abondance de Y dans des substances particulaires de rivière est indiquée comme 28 mg kg-1 (McLennan et Murray 1999). Dans les environnements acides, Y peut être mobilisé par la dissolution des silicates ferromagnésiens, notamment clinopyroxène, mais la dispersion suivante est typiquement limitée par sorption aux oxydes de Fe et aux minerais hydriques d'argile. Dans l'eau neutre et alcaline, la formation des complexes insolubles de carbonate promeuvent empêche la mobilité et Y devient à précipitation encline dans le plus ou moins la même façon comme Al (Balashov et autres 1964).

Le yttrium montre la mobilité très basse dans toutes les conditions environnementales. Dans la plupart des cas, il peut être traité comme REE trivalent (van Middlesworth et bois 1998) et, comme le REEs, plusieurs de ses minéraux porteurs sont resistate. Bien que dans la théorie l'ion^de Y³⁺ soit soluble en milieu acide, la basse solubilité des espèces de phosphate, d'hydroxyde et de carbonate nie ceci (Brookins 1988). Le yttrium et le REEs dans l'eau de ruisseau sont souvent sous forme de particules ou de colloïdes suspendus plutôt que sous la forme dissoute, et ils sont pensés pour coprécipiter avec du Fe (OH) ₃ (van Middlesworth et bois 1998).

Les sources anthropogènes de Y incluent le mien de REE et la poussière en céramique (Reimann et de Caritat 1998). Il est très utilisé dans des appareils électroménagers, tels que des télévisions en couleur, des lampes fluorescentes, des lampes économiseuses d'énergie et des verres. Il est également employé dans la production des catalyseurs et pour polir le verre.

Le yttrium est considéré non essentiel pour des organismes vivants. Sa toxicité est généralement considérée comme bas, mais elle est plus toxique qu'une partie de l'autre REE. Le yttrium est en grande partie dangereux dans l'environnement de travail, causant potentiellement des embolismes de poumon avec l'exposition à long terme. Le yttrium peut également causer le cancer, et peut être une menace pour le foie quand il s'accumule au corps humain.

Le tableau 74 compare les concentrations médianes de Y dans les échantillons de FOREGS et dans quelques ensembles de données de référence.

 

Tableau 74. Concentrations médianes de Y dans les échantillons de FOREGS et dans quelques ensembles de données de référence.
Yttrium (y)	Origine – source		Numérotez de échantillons		Fraction de taille millimètre		Extraction		Médiane magnésium kg-1
Crust1)	Continental supérieur		n.a.		n.a.		Total		21
Sous-sol	FOREGS		788		<2>		Total (ICP-MS)		23,0
Terrain végétal	FOREGS		845		<2>		Total (ICP-MS)		21,0
Soil2)	Monde		n.a.		n.a.		Total		20
L'eau		FOREGS		807		Filtré <0>		0,064 (μg l-1)
Water3)		Monde		n.a.		n.a.		0,7 (μg l-1)
Water2)		Monde		n.a.		n.a.		0,04 (μg l-1)
Sédiment de courant	FOREGS		848		<0>		Total (XRF)		25,7
Sédiment de zone inondable	FOREGS		743		<2>		Total (XRF)		20,1
1)Rudnick et Gao 2004, 2)Koljonen 1992, 3)Ivanov 1996.

 

Yttrium dans le sol

Le contenu médian de Y est 23 mg kg-1 en sous-sol et 21 mg kg-1 en terrain végétal ; la gamme varie <3 to="" 88="" mg="" kg="">de -1 en sous-sol et jusqu'à 267 de mg kg-1 en terrain végétal. Le terrain végétal moyen de rapport/sous-sol est 0,914.

Le comportement géochimique de Y est le plus semblable à celui du REEs lourd (Gd, TB, Dy, Ho, heu, TM, Yb et Lu).

Le yttrium en sous-sol montre des valeurs basses (<15 mg="" kg="">- 1) dans toute la majeure partie de la Finlande, la Pologne, l'Allemagne du nord, le Danemark et les Pays-Bas, l'Irlande du Nord, l'Ecosse orientale, le Portugal central et l'Espagne du sud.

Des valeurs élevées de Y en sous-sol (>31 magnésium kg-1) sont situées principalement dans le sous-sol cristallin du massif ibérien au Portugal et la Galicie du nord (Espagne), dans les provinces magmatiques alcalines italiennes et du nord de la Grèce (usine et autres 2005), une anomalie de point en Toscane, dans le Massif Central, la Bretagne, dans le sol résiduel sur le karst de la Slovénie et la Croatie, en Hongrie et l'Autriche du sud, l'Allemagne du sud-est, le loess/région de palaeoplacer de la France du nord vers l'Allemagne, la Norvège du sud-ouest, et la Suède du nord (Salpeteur et autres 2005). Les anomalies de point apparaissent en Grèce occidentale, liée à la minéralisation de sol et de phosphorite de rossa de terra, et en Irlande du Nord près du granit de Mourne.

En terrain végétal, Y est inférieur en Norvège et en Suède, mais ailleurs le modèle est semblable à celui du sous-sol. Il y a une anomalie de point en Îles Canaries liées au basalte d'alcali.

Le terrain végétal moyen de rapport/sous-sol est 0,914 pour Y, semblable au REEs, en particulier le HREEs (éléments de terres rares lourds).

Le yttrium en sous-sol a une corrélation très forte (>0.8) avec la majeure partie du REEs (Dy, heu, Eu, Gd, Ho, Lu, ND, SM, TB, TM, Yb), une corrélation forte (>0.6) avec du ce, la La, les RP, la NOTA:, le Ti, le Fe et dedans, et une bonne corrélation (>0.4) avec du manganèse, Co, Cu, Zn, le Pb, Sc, V, Al, GA, le Zr, à haute fréquence, le Rb, Tl, merci, Te et Th. En terrain végétal, le même modèle de corrélation est présent, mais U et le Cd ont également une bonne corrélation avec le Y.

 

Yttrium dans l'eau de ruisseau

Teneurs en yttrium dans la gamme de l'eau de ruisseau plus de trois ordres de grandeur, <0>de -1 6,53 au μg l-1 (à l'exclusion d'une annexe 26,6 de μg l-1), avec une valeur moyenne de 0,064 μg l-1. Les données de yttrium se corrèlent le plus étroitement avec les éléments de terres rares généralement et en particulier avec l'erbium.

Le plus bas Y évalue l'eau de ruisseau (<0>- 1) sont principalement trouvés dans la majeure partie de l'Espagne orientale, la France occidentale, du sud-est et du nord-est, l'Italie du sud (Sicile y compris et la Sardaigne du sud) et la majeure partie de l'Italie du nord, en Slovénie occidentale, en Croatie et en Autriche occidentale, Allemagne du nord-est et dans l'ensemble de l'Albanie et de la Grèce. La plupart des secteurs des valeurs les plus basses de Y dans l'eau de ruisseau sont caractérisées par Variscan et terrains alpins d'orogène (Europe du Sud), tandis que d'autres secteurs (principalement Allemagne du nord) sont représentés par la dérive glaciaire. Bas Y et valeurs basses de l'eau de ruisseau de REE en Suède centrale sont liés aux valeurs d'un pH élevé provoquées par des roches de Palaeozoic.

Les concentrations de Y les plus élevées coulent l'eau (>0.95 μg l-1) sont principalement trouvées au Danemark du nord, Norvège la plus la plus au su'et en Suède et en Finlande du sud. Les secteurs des valeurs les plus élevées sont caractérisés par les terrains précambriens (roches en grande partie intrusives et métamorphiques acides). Les valeurs augmentées de l'eau de ruisseau Y (>0.34 μg l-1) se produisent également dans l'ensemble de la Norvège centrale et du sud, en Suède et en Finlande centrale et du nord, oriental et en Irlande du Nord, Ecosse du nord, caractérisée par Caledonides scandinave et Irlandais-écossais, et en France (la Bretagne et Massif Central) sur des terrains de Variscan (roches intrusives et volcaniques). En Irlande du Nord, les valeurs irrégulièrement élevées de l'eau de ruisseau de Y sont associées au granit de Mourne. Des valeurs fortement anormales de Y en Allemagne du nord sont associées aux valeurs élevées de Doc.

L'alimentation en eau de ruisseau de Y discutée ci-dessus suit le plus de près le REE et le modèle relatif d'éléments en acide, basse minéralisation, la haute eau de ruisseau de Doc. qui est clairement climat-dépendante. Le yttrium en eau de rivière se produit principalement dans les complexes organiques. Une explication geogenic semble être possible aux anomalies de l'eau de ruisseau de yttrium en Espagne, en Irlande, Bretagne et Massif Central, et d'une intensité plus faible en Italie. Dans la plupart de ces secteurs, un Y plus élevé est trouvé également dans les sédiments et/ou le sol.

 

Yttrium en sédiment de courant

Le contenu médian de Y en sédiment de courant est 25,7 mg kg-1, et la gamme varie de 1,3 426 à mg kg-1.

La carte de distribution de sédiment de courant de Y est semblable à la distribution du REEs lourd. Les valeurs basses de Y en sédiment de courant (<18>- 1) sont présentes dans la majeure partie de la Finlande orientale, la plaine européenne du nord comprenant le Danemark, l'Irlande occidentale, l'Espagne orientale, les Alpes occidentaux, Apennines du nord et l'Italie nord-située le plus à l'est, la Grèce de la Croatie, occidentale et du sud côtière.

Les deux secteurs avec les valeurs de Y anormales les plus élevées en sédiment de courant (jusqu'à 62,9 mg kg-1) sont la pièce de Variscan de la péninsule ibérienne, c.-à-d., Portugal, Galicie et la sierra de Gredos dans vieux Castilia (Espagne), et le Massif Central en France (granit de Variscan), avançant à la région de Poitou au nord-ouest. Y élevé en sédiment de courant (>33.6 magnésium kg-1) se produit ^également en Norvège du sud (dépôt y compris de Sovi), la Suède de la Norvège, du nord, du sud et orientale du nord, une anomalie de point en Estonie du nord (gisements de phosphate), l'Ecosse orientale, le massif de Bohème (anomalie y compris de point en granit de Variscan près de la frontière de l'Autriche, la République Tchèque et l'Allemagne, et une anomalie de point près du dépôt d'U de Dolny Rozinka dans la République Tchèque centrale), Roman Alkaline Province, Autriche du sud-est, et près du granit de Mourne en Irlande du Nord.

Le yttrium en sédiment de courant a les corrélations très fortes (>0.8) avec du Th et le REEs (excepté l'Eu), une corrélation forte (>0.6) avec de l'Eu et l'U, et une bonne corrélation (>0.4) avec la NOTA:, les ventres, le Ti, le Zr, l'à haute fréquence, le Sn et le GA. Les minerais principaux de Y-incidence sont xenotime (phosphate de yttrium) et monazite (aussi le transporteur principal de REEs, de Th et d'U). Ceux-ci se comportent en tant que minerais lourds en sédiments et sont concentrés ainsi que d'autres minerais lourds tels que le zircon, le rutile, le columbo-tantalite et le cassiterite, de ce fait expliquant le modèle des corrélations.

 

Yttrium en sédiment de zone inondable

La distribution de Y en sédiment de zone inondable varie 2-130 de mg kg-1, avec une médiane de mg 20,1 kg-1.

Les valeurs basses de Y en sédiment de zone inondable (<14>- 1) se produisent au-dessus de la majeure partie de la Finlande orientale et la Norvège du nord-est sur les roches cristallines du bouclier de Fennoscandian, Irlande du nord sur des terrains de Caledonide, au-dessus de la dérive glaciaire couverte tout simplement d'Allemagne du nord à la majeure partie de la Pologne et la Lettonie, dans les régions de l'Espagne orientale et du nord-est sur les roches calcaires et clastiques, les sédiments alluviaux inférieurs de la rivière de la Garonne en France, le bassin de molasse de l'Allemagne et l'Autriche du sud, et la Calabre en Italie du sud.

Les valeurs élevées de Y en sédiment de zone inondable (>26.9 magnésium kg-1) se produisent principalement dans les secteurs avec la NOTA: et la minéralisation de REE comme dans beaucoup de régions de la Norvège (NOTA:-REE-Th de Söve, marais REE), y compris Oslo graben, patchwise à travers la Suède, et en Finlande du sud-ouest sur les terrains cristallins de bouclier de Fennoscandian, en Irlande et au Pays de Galles occidentaux (Cu mixte de porphyre de Y Brenin) ; en France dans le Poitou, le Massif Central vers les Pyrénées liés aux roches felsic et à la minéralisation ; La Corse avec le granit et la minéralisation, et Roman Alkaline Province. La ceinture des valeurs élevées de Y en sédiment de zone inondable s'étendant de la Belgique plus d'aux montagnes de Harz peut être liée aux minerais lourds dans les gisements de loess ; les valeurs élevées de Y sont liées aux roches plutoniques felsic se produisant dans l'Erzgebirge en Allemagne, massif de Bohème et la Moravie du sud dans la République Tchèque vers l'Autriche orientale et du sud, la Hongrie occidentale, Slovénie, et dans le sol karstique en Croatie occidentale. Les valeurs élevées de Y en sédiment de zone inondable se produisent également en Hongrie orientale, leur source étant les roches intrusives et volcaniques CALC-alcalines des montagnes d'Apuseni en Roumanie, et au-dessus des roches granitiques minéralisées de Macédoine central en Grèce du nord.

Les valeurs périphériques et fortement anormales de Y en sédiment de zone inondable se produisent dans le Skellefte ont minéralisé le secteur en Suède du nord (130 mg kg-1), en Suède du sud (56,4 mg kg-1), la région de Poitou en France (56,1 mg kg-1), et dans le Northumberland au nord-est de l'Angleterre (49,1 mg kg-1), qui peut être lié aux gisements de phosphorite.

Le yttrium en sédiment de zone inondable montre un fort à la corrélation positive très forte avec le REEs, une corrélation forte avec de l'Al₂ O₃, GA, le Ti₂ O, le Fe, le V, la NOTA: et le Th, et une bonne corrélation avec du K₂ O, le Rb, Co, Tl, le Zr, à haute fréquence, soit, Li, merci, et U.

Il peut conclure que la carte de distribution de Y en sédiment de zone inondable montre les différences géochimiques de la géologie et de la minéralisation de roche en place, particulièrement son association avec les roches cristallines felsic.

 

Comparaison de yttrium entre les médias d'échantillon

Généralement il y a de larges similitudes entre tous les médias solides d'échantillon. Le terrain végétal est relativement bas dans Y a comparé au sous-sol dans les régions de la Norvège et de la Suède, mais les modèles entre le terrain végétal et le sous-sol sont autrement pratiquement identiques. La Croatie et la Slovénie côtière et les régions occidentales de l'Autriche sont basses dans Y en sédiment de courant comparé à d'autres médias solides d'échantillon (probablement expliqués par le retrait du matériel à grain fin du sol résiduel et du karst). En sédiments de courant et de zone inondable, on observe des concentrations plus élevées de Y en Norvège du sud et du nord comparée pour salir. En sédiment de courant, l'Estonie du nord montre deux anomalies de point de Y qui sont absentes dans d'autres médias solides d'échantillon, probablement liées aux sédiments plus bas-Palaeozoic de phosphorite. Exposition centrale et du nord de la Grande-Bretagne un Y légèrement plus élevé en sédiment de courant seulement. Dans les régions de la Suède, le sédiment du Pays de Galles et de l'Irlande occidentale, zone inondable est enrichi dans Y a comparé à d'autres médias solides d'échantillon. Dans la province volcanique alcaline de l'Italie et des régions de la Grèce occidentale, Y est bas en sédiments comparés pour salir. En Espagne centrale, Y est irrégulièrement plus haut en sédiment de courant que dans le sol, tandis que le sédiment de zone inondable ne montre pas cette caractéristique. La République Tchèque et la région adjacente de l'Allemagne est enrichie dans Y en sédiment de courant comparé pour salir ; les parties de cette anomalie sont également évidentes dans le sédiment de zone inondable s'étendant l'Allemagne du nord.

Un boxplot comparant la variation de Y du sous-sol, du terrain végétal, du sédiment de courant et du sédiment de zone inondable est sur le schéma 53.

La distribution de Y dans l'eau de ruisseau est complexe, mais généralement des formes vis-à-vis des modèles à ceux observés dans des médias solides d'échantillon, excepté en Bretagne et le massif central de la France et la pièce occidentale de Variscan de la péninsule ibérienne. La solubilité de yttrium est fortement commandée par pH acide et la présence du Doc., et les concentrations les plus élevées sont observées dans tout Fennoscandia.

Le schéma 53. Comparaison de Boxplot de variation de yttrium de sous-sol, de terrain végétal, de sédiment de courant et de sédiment de zone inondable.