X射線熒光光譜分析測(cè)試技術(shù)在地學(xué)中的應(yīng)用

呂金梁

摘 要 X射線熒光光譜分析方法是一種成熟的成分分析技術(shù)，具備多元素同時(shí)測(cè)定、含量范圍寬、精密度高、分析速度快等特點(diǎn)，在地質(zhì)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。本文主要對(duì)近年來(lái)X射線熒光光譜分析在地學(xué)中主要的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞 X射線熒光光譜分析 地學(xué) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：P575 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

X射線熒光光譜法（X -Ray Fluorescence Spec-trometry，XRF）是主、次量元素分析精度、準(zhǔn)確度和自動(dòng)化程度最高的多元素分析方法。

X射線熒光光譜技術(shù)作為常規(guī)的射線檢測(cè)技術(shù)， 早在20世紀(jì)50年代， X射線熒光光譜 （XRF）分析就已經(jīng)作為常規(guī)分析重要手段，經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，目前已成為物質(zhì)組成分析的必備方法之一，具有分析速度快、重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高、分析范圍廣、試樣制備簡(jiǎn)便，測(cè)量不損壞試樣等優(yōu)點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用于地質(zhì)領(lǐng)域中。

1 X射線熒光光譜分析測(cè)試技術(shù)在地學(xué)中的四類(lèi)應(yīng)用

1.1 X射線熒光光譜法地球化學(xué)勘查工作中的應(yīng)用

地球化學(xué)勘查工作中最重要的一項(xiàng)工作就是地質(zhì)樣品測(cè)試分析。地球化學(xué)勘查要分析數(shù)以千、萬(wàn)計(jì)的樣品，需要檢出百萬(wàn)分之幾、甚至為十億分之幾的痕量元素的含量，因而必須研究快速的、適于大規(guī)模批量操作、具有高靈敏度的分析測(cè)試方法。前人的研究成果表明，X 射線熒光光譜法（XRF）具有分析速度快、重現(xiàn)性好，并且在樣品前處理方面具備制樣簡(jiǎn)單、非破壞性等優(yōu)點(diǎn)，該方法適宜于對(duì)多元素進(jìn)行同步測(cè)定。所以對(duì)地質(zhì)樣品的分析測(cè)試工作，X 射線熒光光譜法（XRF）更是得到了廣泛的應(yīng)用。例如可以測(cè)定土壤樣品中的多主、次量及痕量元素及痕量元素。

1.2 X-射線熒光分析法在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

應(yīng)用便攜手提式X射線熒光儀在野外現(xiàn)場(chǎng)原位非破壞性地定性、定量測(cè)定巖石（土壤）中礦石的指示元素或指示元素的組合，能夠勘察礦的遠(yuǎn)景區(qū)和尋找隱伏礦體，能夠快速地發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)追蹤和評(píng)價(jià)異常，以及現(xiàn)場(chǎng)固定礦（化）體，這對(duì)減少地球化學(xué)樣品、刻槽樣品或巖心樣品的采樣、分析和結(jié)果整理時(shí)間，特別是在工作量很大和缺乏確定目標(biāo)的情況下，有著特別重要的意義。

以金礦為例。應(yīng)用X-射線熒光分析方法勘查金礦已有二三十年的實(shí)踐，該方法因具有野外現(xiàn)場(chǎng)化、快速化、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，在地質(zhì)勘探中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的找礦效果和經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 X 射線熒光光譜法在硅酸鹽巖石分析中應(yīng)用

硅酸鹽類(lèi)礦物是主要的造巖礦物，是火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖的主要組分，是工業(yè)生產(chǎn)的重要原材料。在地質(zhì)工作和工業(yè)生產(chǎn)中，為了了解巖石內(nèi)部組分的含量變化，元素在地殼內(nèi)的遷移情況和變化規(guī)律、元素的集中和分散、巖漿的來(lái)源及可能出現(xiàn)的礦物，為闡明巖石的成因、巖石礦物定名的確定、解決礦體巖相分帶和工業(yè)生產(chǎn)的合理有效綜合利用，需要進(jìn)行樣品組分全分析。傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法，操作過(guò)程繁瑣、分析周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度較大、分析結(jié)果受分析人員及各種試劑因素影響較大。X 熒光光譜法具有制樣簡(jiǎn)便、分析速度快、重現(xiàn)性好、多元素組份同時(shí)分析和低成本等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在硅酸鹽巖石分析中。

1.4 X射線熒光光譜分析法在檢測(cè)礦石組分中的應(yīng)用

以鐵礦石為例。含鐵的礦物種類(lèi)繁多，但一般可作為煉鐵原料的鐵礦石只有磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、鏡鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦和釩鈦鐵礦。常用的分析化學(xué)法通常采用酸解和堿融分解鐵礦石，具有流程長(zhǎng)、耗時(shí)長(zhǎng)、重現(xiàn)性不好等。X射線熒光光譜 （XRF）分析法克服了傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法缺點(diǎn)，大大地提高了測(cè)試的效率。但對(duì)于SiO2含量較高的鐵礦，XRF分析法存在分析精度不夠的不足。與熔融法相比， X射線熒光光譜法無(wú)需做燒失量校正，克服了硫、銅含量較高的樣品及還原性較強(qiáng)的物質(zhì)對(duì)鉑坩堝的損壞等問(wèn)題，同時(shí)提高了微量元素測(cè)定的峰背比，具有操作簡(jiǎn)便快速、經(jīng)濟(jì)、精度高的優(yōu)點(diǎn)。

2結(jié)束語(yǔ)

X射線熒光分析法作為地質(zhì)分析的一種方法，可以多元素同時(shí)測(cè)定，且其檢出限、精密度和準(zhǔn)確度可以滿足地質(zhì)科學(xué)研究需要，在地質(zhì)樣品分析研究中廣泛應(yīng)用。隨著儀器的進(jìn)步、實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)，X射線熒光分析法以其快速、經(jīng)濟(jì)、綠色、多元素分析等特點(diǎn)，必將隨著研究需求的變化在更廣闊的領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，與其他分析方法的結(jié)合也會(huì)愈加緊密。

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