Abstract Knowledge of the geochemistry of natural waters contributes to the understanding of Earth systems including crustal evolution, geochemical cycles, precipitation and dissolution of chemical sediments, and limits for extremophilic microorganism, as well as contributing hypotheses about other planets and moons that host chemical sediments. However, the traditional methods for quantification of saline waters presents analytical challenges that can lead to inaccurate or unrelatable results. Here, we demonstrate the accuracy and limits of portable X-ray fluorescence spectrometry (pXRF) for analysis of major ion geochemistry in brines from five continents. Results from a validation sample subset show R2 values >0.95 for K+, Ca2+, SO42−, >0.90 for Mg2+, Cl−, and 0.85 for Na+ when compared with sample concentrations reported from external laboratories. Dilution experiments demonstrate that the minimum sensitivity of pXRF photon response by major ion varies from >1 to >1000 mg/L. The application of this method for quantifying saline water chemistry presents opportunities for further study of brines on Earth and the exploration of saline systems on other planetary bodies. Plain language summary The use of portable X-ray fluorescence spectrometry presents an untapped opportunity for characterization of saline waters. Here, we demonstrate the precision and limits of this proposed method for salt water samples collected from saline lakes and salt playas across the Earth.

中文翻译：

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使用便携式 X 射线荧光光谱法测定 Na-Ca-Mg-K-Cl-SO4 盐水中的主要离子地球化学

摘要 天然水的地球化学知识有助于了解地球系统，包括地壳演化、地球化学循环、化学沉积物的沉淀和溶解、极端微生物的极限，以及对其他拥有化学沉积物的行星和卫星的假设。然而，传统的盐水定量方法存在分析挑战，可能导致不准确或不相关的结果。在这里，我们展示了便携式 X 射线荧光光谱法 (pXRF) 用于分析五大洲盐水中主要离子地球化学的准确性和局限性。验证样本子集的结果显示 K+、Ca2+、SO42− 的 R2 值 >0.95，Mg2+、Cl− 和 0 的 R2 值 >0.90。与外部实验室报告的样品浓度相比，Na+ 为 85。稀释实验表明，主要离子对 pXRF 光子响应的最小灵敏度从 >1 到 >1000 mg/L 不等。这种量化盐水化学的方法的应用为进一步研究地球上的盐水和探索其他行星体上的盐水系统提供了机会。通俗易懂的总结 便携式 X 射线荧光光谱仪的使用为表征咸水提供了一个尚未开发的机会。在这里，我们展示了这种提议的方法对从地球上的盐湖和盐湖收集的咸水样本的精度和局限性。1000 毫克/升。这种量化盐水化学的方法的应用为进一步研究地球上的盐水和探索其他行星体上的盐水系统提供了机会。通俗易懂的总结 便携式 X 射线荧光光谱仪的使用为表征咸水提供了一个尚未开发的机会。在这里，我们展示了这种提议的方法对从地球上的盐湖和盐湖收集的咸水样本的精度和局限性。1000 毫克/升。这种量化盐水化学的方法的应用为进一步研究地球上的盐水和探索其他行星体上的盐水系统提供了机会。通俗易懂的总结 便携式 X 射线荧光光谱仪的使用为表征咸水提供了一个尚未开发的机会。在这里，我们展示了这种提议的方法对从地球上的盐湖和盐湖收集的咸水样本的精度和局限性。