關(guān)于（海洋）地質(zhì)樣品的測試分析

金海華

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)水平與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們開始加大對海洋資源的開發(fā)與利用。近年來，我國對海洋地質(zhì)勘探工作日益重視起來，海洋地質(zhì)分析與測試技術(shù)的發(fā)展加快，我國的地質(zhì)樣品測試分析水平日益提高，處于快速發(fā)展的新時(shí)期。本文首先對我國海洋地質(zhì)分析測試技術(shù)的進(jìn)展與概況進(jìn)行了說明，然后對海洋沉積物分析測試技術(shù)、大洋結(jié)核和富鉆結(jié)殼快速分析測試技術(shù)以及天然氣水合物分析測試技術(shù)分別進(jìn)行了闡述，為海洋地質(zhì)測試科技工作者提供了理論參考。

關(guān)鍵詞：海洋；地質(zhì)樣品；測試分析；技術(shù)

20世紀(jì)以來，我國海洋地質(zhì)測試分析技術(shù)不斷提高，海洋地質(zhì)工作有了較大的進(jìn)展，主要表現(xiàn)為基于大型分析儀器的樣品分析技術(shù)的進(jìn)步。大型分析儀器能實(shí)現(xiàn)對海洋沉積物、大洋結(jié)核以及富鉆結(jié)殼的分析，分析速度快、效率高，對于新能源天然氣水合物樣品的測試與開發(fā)也有利于應(yīng)用測試技術(shù)的研究，以海洋沉積物分析測試技術(shù)、大洋結(jié)核和富鉆結(jié)殼快速分析測試技術(shù)以及天然氣水合物分析測試技術(shù)為代表的快速高效分析技術(shù)推動了我國地質(zhì)測試分析技術(shù)的發(fā)展。

1海洋沉積物分析測試技術(shù)

海洋沉積物指的是源自海洋多種來源的混合物，具有鹽分含量高、吸水性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過對海洋沉積物的元組合與分布進(jìn)行測定分析，對其物化性質(zhì)進(jìn)行有效的研究有利于對海洋元素演化的研究，比如海洋元素的來源、運(yùn)動方式、分散富集規(guī)律等，能對海洋沉積物的研究提高參考依據(jù)，對認(rèn)識海洋形成與演變具有重要意義。近年來，我國加大對海洋資源的開發(fā)與研究，對地質(zhì)調(diào)查工作逐漸重視起來，但由于我國地大物博，海洋地質(zhì)項(xiàng)目涉及的范圍大，樣品繁多，而要求分析精度較高，因此新的海洋沉積物分析測試技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，代替了傳統(tǒng)手工樣品分析方法，滿足了現(xiàn)階段海洋地質(zhì)工作發(fā)展的需要。

海洋沉積物樣品鹽量高，具有較強(qiáng)的吸水性，具備基體干擾效應(yīng)，在地質(zhì)樣品的測試分析過程中為研究者帶來了較大的困難。在對海洋樣品測試的前期階段，相關(guān)測試人員利用離子體質(zhì)譜法對海洋沉積物的微量元素含量進(jìn)行測定，樣品處理的準(zhǔn)備工作非常重要，必須選擇好適當(dāng)?shù)幕旌衔锵怏w系，防止混合酸的不完全消解或者元素的損失；采用開放系統(tǒng)測定海洋沉積物的微量元素含量會造成元素?fù)]發(fā)，導(dǎo)致元素樣品的損失，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。經(jīng)過科研人員的實(shí)踐，探索出新型的海洋沉積物樣品測定方法，該方法對消解酸體系進(jìn)行了優(yōu)化，利用升溫對混合酸進(jìn)行消解，提高了混合酸的消解效果，提高了海洋沉積物樣品中多元素同時(shí)測定的準(zhǔn)確性。

由于海洋沉積物樣品有機(jī)質(zhì)含量高，高效快速的X射線熒光光譜法具備多種優(yōu)點(diǎn)，在對樣品進(jìn)行用熔融法制樣過程中，可根據(jù)熔樣比例加入適量的NHQ粉末晶體，這種方法能促進(jìn)熔融物的流動，有利于驅(qū)趕產(chǎn)生的氣泡，提高測定結(jié)果的有效性。等離子體發(fā)射光譜法也能實(shí)現(xiàn)對海洋沉積物元素的準(zhǔn)確測定，配合使用多譜線擬合技術(shù)能良好地消除個(gè)別元素產(chǎn)生的譜線干擾，通過校正后可以有效減少標(biāo)準(zhǔn)偏差，提高測量數(shù)據(jù)的可靠性。利用元素分析儀能對海洋沉積物中的含碳有機(jī)物元素含量進(jìn)行測定，通過對有機(jī)碳和無機(jī)碳的分離與去除測得的碳的含量。有機(jī)碳的測量方法較為復(fù)雜，首先應(yīng)加入酸分解無機(jī)碳酸鹽，進(jìn)行洗酸或烘干后要對利用分析儀對剩下的有機(jī)沉積物進(jìn)行碳含量的測定，但是該方法具有一定的誤差。

2礦產(chǎn)資源與天然氣水合物分析測試技術(shù)

近年來，對大洋多金屬結(jié)核與富鉆結(jié)殼等深海礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用成為海洋地質(zhì)工作者的研究熱點(diǎn)，了解大洋多金屬結(jié)核與富鉆結(jié)殼的分布與資源量對我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。20世紀(jì)以來，相關(guān)礦產(chǎn)資源研究人員對大洋結(jié)核和富鉆結(jié)殼的元素測定方法進(jìn)行了研究，其中XRF技術(shù)為大洋多金屬結(jié)核和富鉆結(jié)殼的調(diào)查研究提供了新的途徑，這是一種分析精度高、具有較高準(zhǔn)確性和自動化程度的快速分析測試技術(shù)，是環(huán)境友好型的非破壞性分析技術(shù)，具有良好的環(huán)保性。XRF技術(shù)主要包括硼酸鹽熔融法、便攜式X射線熒光光譜法以及粉末壓片法，其中硼酸鹽熔融法有效提高了結(jié)核標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的準(zhǔn)確度，是實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)核標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的重要手段，能明顯克服粒度效應(yīng)對本測定環(huán)節(jié)的干擾，能實(shí)現(xiàn)輕元素樣品的精確分析?？紤]到海洋試驗(yàn)工作的環(huán)境，相關(guān)分析測試技術(shù)要求速度快，因此相關(guān)工作人員提出了以快速壓片制樣的XRF分析方法，利用粉末直接進(jìn)行壓片的方式成為大洋結(jié)核

和富鉆結(jié)殼調(diào)查的重要分析方法，能很好地適應(yīng)常規(guī)船載的環(huán)境要求，該方法操作簡單、綠色環(huán)保、元素檢出限較低，為大洋結(jié)核和富鉆結(jié)殼的調(diào)查與分析測試提供了新的途徑。

地化勘探方法是天然氣水合物分析測試技術(shù)的核心手段，是天然氣水合物調(diào)查研究的重要方式。水合物在最初生成的過程中，很容易受到溫度與壓力而產(chǎn)生不同程度的變化，極易造成水合物的分解，如果水合物出現(xiàn)分解現(xiàn)象，分解后產(chǎn)生的氣體就會由內(nèi)部移至表層，這時(shí)表層沉積物以及孔隙水的地球化學(xué)特征就會產(chǎn)生變化，通過這些變化就可以得到天然氣水合物的存在信息，通過對沉積物以及孔隙水的組成進(jìn)行判斷與各種測試分析，進(jìn)一步判斷水合物的其他物化性質(zhì)與成因，這能為天然氣水合物的開發(fā)與研究提供有效的參考依據(jù)。

3結(jié)語

近年來，我國海洋地質(zhì)測試技術(shù)水平得到了不斷的提高，相關(guān)地址測試工作也取得了較大進(jìn)展，但目前我國海洋地質(zhì)測試工作的任務(wù)仍異常艱巨。我們應(yīng)提高海洋地球化學(xué)勘探能力，采用新的技術(shù)進(jìn)行海洋地質(zhì)測試作業(yè)，不斷突破原有技術(shù)的桎梏，找到海洋地質(zhì)樣品測試分析的新方法。現(xiàn)有基礎(chǔ)上，我們應(yīng)將提高化學(xué)探測技術(shù)作為工作重點(diǎn)與關(guān)鍵，創(chuàng)新集成化的測試技術(shù)，為今后海洋地質(zhì)測試工作提供新的途徑，為我國海洋地質(zhì)測試開創(chuàng)新的紀(jì)元。

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