提高地質(zhì)實驗室?guī)r礦分析測試能力的途徑

李 麗

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局五總隊，貴州安順 561000）

在地質(zhì)分析工作中，巖石礦物分析是一項重要的工作。巖石礦物分析面覆蓋很廣，包括地球、地外的自然無機固態(tài)天然礦物質(zhì)，需要測定礦物中全部自然元素，對含量范圍要求從90%到10-6級、10-9級，有些巖礦測定甚至需要達(dá)到10-12級，不僅要對巖礦所含元素的含量進(jìn)行測定，還要測定元素的存在形式、具體的含量數(shù)值，還要研究一些肉眼不可見的礦物包裹體。因此，巖礦的測定與分析不僅要利用現(xiàn)代先進(jìn)分析技術(shù)，更要不斷研究創(chuàng)新，從而提高地質(zhì)實驗室的巖礦分析能力。

1 巖礦分析方法現(xiàn)狀

1.1 巖礦試樣前處理

1.1.1 制樣

首先要對地質(zhì)工作者采集的巖石礦物進(jìn)行一定處理，針對不同分析方法進(jìn)行相應(yīng)的處理，如干燥、焙燒、研磨等。

1.1.2 試樣分解

利用氫氟酸、硫酸、鹽酸等強酸或強堿對巖石礦物試樣進(jìn)行分解。

1.1.3 分離富集

常用巖礦分離富集技術(shù)有：沉淀、吸附分離、萃取、置換反應(yīng)、氣體揮發(fā)、紙色譜等。

1.2 常用分析方法

1.2.1 化學(xué)分析法

巖礦的化學(xué)分析法包括傳統(tǒng)化學(xué)分析法和電化學(xué)分析法。傳統(tǒng)化學(xué)分析法有：準(zhǔn)確度很高但比較繁瑣的重量法以及準(zhǔn)確度較高且簡便快捷的滴定法。電化學(xué)分析法包括早期我國巖礦分析常用的極譜分析法、示波極譜滴定法、離子選擇電極法、電位電流滴定法、庫倫分析法等。

1.2.2 光度分析法法

光度分析法利用被測物質(zhì)的不同吸光度和發(fā)光強度，對物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析。光度分析法最常應(yīng)用的是分光光度法，其他光度分析法還有熒光光度法、紅外光譜法、化學(xué)光度法等，這些方法雖然靈敏度都比較高，但是難以大面積利用。

1.2.3 色譜分析法

離子色譜法（IC）不僅能有高達(dá)10-9級的靈敏度，還能同時分離、測定多個陽離子（在巖礦測試中側(cè)重于測定陽離子），首先要對試樣進(jìn)行離子化處理，才能使用離子色譜法。

1.2.4 原子分析法

原子分析法主要對巖礦樣品中的金屬元素進(jìn)行測定，分為吸收法、熒光法、，光譜發(fā)射法。其中，原子吸收法主要有：火焰原子吸收法（FAAS）、無焰原子吸收法（GFAAS）、氫化物原子吸收法（HG-AAS），它們都具有較高的靈敏度與選擇性；原子熒光法（AFS）是新興的痕量元素分析法，具有較寬的動態(tài)分析范圍；原子發(fā)射光譜法（AES）主要應(yīng)用于化探掃描試樣分析，近年來發(fā)展的比較好的是電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）。

1.2.5 X射線分析法

近年來X射線分析法應(yīng)用廣泛，比如X射線熒光光譜法（XRFS），在巖礦分析應(yīng)用研究中十分活躍，它能很好地分析巖礦試樣中的多種元素，用來進(jìn)行試樣的元素定性、定量分析，同時，XRFS對于單礦物分析也有一定潛力。

其他比較常用的還有用于單礦物微粒分析的電子探針，以及近年逐漸完善的多元素分析方法質(zhì)子誘導(dǎo)X射線發(fā)射分析（PIXE）。

1.2.6 放射化分析法

我國以及國際常用的放射化分析法是中子活化分析法（NAA），NAA主要通過改變核行為，從而分析元素成分，被檢測的試樣經(jīng)過中子照射后，經(jīng)過一系列核反應(yīng)，普通元素變?yōu)榉派湫酝凰?，根?jù)它們所放射出的射線分析試樣內(nèi)的元素和含量。20世紀(jì)末，NAA在我國快速發(fā)展，并在現(xiàn)今的地質(zhì)分析方面發(fā)揮了很大作用。

1.2.7 質(zhì)譜分析法

質(zhì)譜分析法主要有三種：火花源質(zhì)譜法（SSMS）、同位素稀釋質(zhì)譜法（IDMS）以及二次粒子質(zhì)譜法。

2 實驗室?guī)r礦分析現(xiàn)存的問題

2.1 國內(nèi)實驗室水平參差不齊

一方面，我國承擔(dān)巖礦檢測分析的機構(gòu)，主要是地質(zhì)勘察單位其下屬的地質(zhì)實驗室，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些實驗室的實驗儀器也在不斷更新，但是有些地質(zhì)實驗室仍然存在經(jīng)費不足的現(xiàn)象，他們還在使用老舊的儀器設(shè)備進(jìn)行巖石檢測工作，這就導(dǎo)致了我國地質(zhì)實驗室之間檢測分析水平參差不齊；另一方面，我國政府對地質(zhì)實驗室的扶持力度不夠，有些大型綜合實驗室獲得了大量資金和人力資源，因此他們可以更快地更新設(shè)備，做好大量人才儲備，通常發(fā)展的都非常好，但是多數(shù)小型地質(zhì)實驗室不僅得不到資本上的支持，同時還缺乏人員補充和技術(shù)支持，使得這些實驗室無法跟上行業(yè)的發(fā)展，不能在市場上占據(jù)更高的地位，但由于保資質(zhì)的原因，他們又無法被市場淘汰，因此也導(dǎo)致了巖礦分析檢測行業(yè)水平的參差不齊。

2.2 檢測分析工作分配不均

對于大型綜合性地質(zhì)實驗室而言，由于他們的儀器更加先進(jìn)，技術(shù)水平更高，因此業(yè)務(wù)量大幅增加，但由于編制的限制，大型實驗室無法雇傭更多人員，這導(dǎo)致大型實驗室一直在進(jìn)行超負(fù)荷工作，從而使得地質(zhì)分析檢測結(jié)果因人為因素產(chǎn)生許多錯誤，進(jìn)而導(dǎo)致他們工作質(zhì)量的下降；對于小型地質(zhì)實驗室來說，由于整體水平較低，所以分析測試任務(wù)相對來說較少，因此收入相對較少，由于經(jīng)費不足導(dǎo)致實驗室人員較少，而且實驗儀器也不夠先進(jìn)，進(jìn)而導(dǎo)致小型實驗室分析檢測能力的下降，進(jìn)入惡性循環(huán)。這兩方面問題嚴(yán)重影響了巖礦分析檢測市場的良好發(fā)展。究其根本，產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象的主觀原因是人才流失，因為人才肯定會選擇去大型綜合性地質(zhì)實驗室，以獲得較好的未來發(fā)展，同時能進(jìn)行更多的分析檢測工作從而提升個人能力，這就導(dǎo)致小型地質(zhì)實驗室人力資源嚴(yán)重缺乏，這不僅極大促進(jìn)了大型實驗室的發(fā)展，同時阻礙了小型實驗室的正常發(fā)展，形成惡性循環(huán)；產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象的客觀原因是技術(shù)、儀器落后，一些小型實驗室仍然使用傳統(tǒng)化學(xué)方法進(jìn)行巖礦檢測分析工作，并且實驗室儀器老化嚴(yán)重，不能進(jìn)行微量元素、痕跡元素等的檢測，檢測靈敏度與精度也較低，這些都導(dǎo)致實驗室的日常研究與工作無法正常進(jìn)行。

3 提高地質(zhì)實驗室?guī)r礦分析能力的措施

3.1 前處理階段的提升方法

（1）不斷研究、創(chuàng)新，尋找更適合不同分析方法的制樣流程。

（2）研究新試劑，以提高試樣的分解速度，從而適應(yīng)AAS、ICP等自動化儀器分析方法。注意試劑不能腐蝕容器，不能引入過多的鹽以干擾分析（除非這些鹽是容易去除或是不影響結(jié)果的），此外，要單獨分析水溶部分。

（3）結(jié)合新技術(shù)，對現(xiàn)有的分析方法創(chuàng)新，研究新的分析方法。

3.2 健全地質(zhì)實驗室制度

我國現(xiàn)今的地質(zhì)實驗室制度并不完善，因此難以實現(xiàn)全方位的巖礦檢測及分析技術(shù)框架，因此，需要地質(zhì)實驗室的工作人員重視制度，并能積極進(jìn)行實驗室制度建設(shè)工作。

（1）對于現(xiàn)行比較好的制度要保留并優(yōu)化。

（2）設(shè)立實驗室內(nèi)部人員考評機制。定期對全體人員進(jìn)行考評，這樣能及時發(fā)現(xiàn)實驗室內(nèi)部出現(xiàn)的問題，并暫停開展相關(guān)實驗。

（3）要完善地質(zhì)實驗室準(zhǔn)入的相關(guān)法律法規(guī)，并制定相應(yīng)的監(jiān)管機制。首先要對我國現(xiàn)有的地質(zhì)實驗室依照規(guī)定中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類管理，并由監(jiān)管機構(gòu)進(jìn)行監(jiān)管，對不達(dá)標(biāo)的實驗室要及時叫停，并保障其能順利退出巖礦分析檢測市場，這可以改善現(xiàn)今巖礦分析檢測市場參差不齊的現(xiàn)象。

（4）完善實驗室分析檢測工作項目的具體標(biāo)準(zhǔn)。一方面，鼓勵大型綜合性實驗室多進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，減少分析檢測的工作量，這些實驗室不應(yīng)該承擔(dān)技術(shù)性較低且重復(fù)性較高的檢測工作；另一方面，大型綜合性實驗室減少分析檢測工作給了小型實驗室一定的發(fā)展空間，這有利于巖礦分析檢測行業(yè)的發(fā)展。

3.3 治理實驗室污染

我國對環(huán)保方面的問題越來越重視，因此對地質(zhì)實驗室的提升不能僅是技術(shù)方面的提升，還要包括對地質(zhì)實驗與檢測過程中產(chǎn)生的污染的治理。巖礦檢測分析工作會構(gòu)成較大的污染，因為巖礦的前處理會使用大量化學(xué)試劑，如強堿、強酸、有機溶劑等，這些化學(xué)試劑都有較大的毒性，因此，必須對這些殘留污染物進(jìn)行妥善的處理，從而消除地質(zhì)實驗所帶來的污染。其一，研發(fā)新試劑以減輕副產(chǎn)物所產(chǎn)生的污染；其二，研究檢測流程，減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而減少污染；其三，加強各個實驗室之間的交流與溝通，互相學(xué)習(xí)對方技術(shù)上的優(yōu)勢，改進(jìn)自身不足。提高地質(zhì)實驗室的綜合水平，促進(jìn)巖礦檢測分析行業(yè)綠色化，從而為可持續(xù)發(fā)展型社會貢獻(xiàn)一份力量。

3.4 提高地質(zhì)實驗室的核心競爭力

要從根本上提升我國地質(zhì)實驗室的巖礦分析檢測能力，要從兩方面入手，一方面是引進(jìn)先進(jìn)的分析儀器，另一方面是提高地質(zhì)行業(yè)人才綜合素質(zhì)。

新型巖礦分析儀器可以實現(xiàn)高度自動化，這可以降低操作過程中因人為原因產(chǎn)生的誤差，提高巖礦分析檢測的精準(zhǔn)度，同時通過提升操作人員對儀器操作的熟練度，可以大幅提高檢測效率。

要提高地質(zhì)行業(yè)人才素質(zhì)，一方面是對在崗工作人員進(jìn)行相應(yīng)的專業(yè)培訓(xùn)，增加他們的專業(yè)知識并提高他們的工作能力；另一方面是加大地質(zhì)相關(guān)人才的培養(yǎng)，保障地質(zhì)行業(yè)人才充足。

4 結(jié)束語

綜上，實驗室?guī)r礦分析能力對于我國地質(zhì)行業(yè)的發(fā)展是十分重要的。我國現(xiàn)在的地質(zhì)研究水平是落后于發(fā)達(dá)國家的，主要原因可以歸結(jié)為分析能力不足、檢測能力欠缺、地質(zhì)工作者經(jīng)驗與專業(yè)素質(zhì)不足。因此，應(yīng)引起國家的重視，同時進(jìn)行有效引導(dǎo)以及資源的扶持，推動我國地質(zhì)研究技術(shù)不斷提升，實現(xiàn)我國地質(zhì)事業(yè)向好發(fā)展。