地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品保存方法

霍成玉（青海大學(xué)化工學(xué)院， 青海 西寧 810008）

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地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品保存方法

霍成玉（青海大學(xué)化工學(xué)院， 青海 西寧 810008）

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的飛速發(fā)展，我國對(duì)地質(zhì)的勘察也取得了巨大的進(jìn)步。隨著地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的不斷增加完善，對(duì)于地質(zhì)樣品的化學(xué)分析以及對(duì)樣品的保存方法研究顯得尤為重要。隨著時(shí)代的進(jìn)步，儀器分析技術(shù)也在飛速的發(fā)展，如今化學(xué)分析方法已經(jīng)不再是分析技術(shù)的主流，但研究巖石學(xué)、礦物學(xué)等化學(xué)分析技術(shù)仍然是技術(shù)基礎(chǔ)，所以本文主要目的是簡要的概述地質(zhì)分析技術(shù)的當(dāng)前狀況，把分析地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品保存作為重點(diǎn)研究。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)樣品；化學(xué)分析；樣品保存

1 地質(zhì)分析技術(shù)概述

近年來隨著地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試工作不斷深入與地質(zhì)樣品的多樣化以及分析難度不斷增加，我國化學(xué)分析水平也在不斷進(jìn)步提高。分析精度的增加也要求了分析技術(shù)的準(zhǔn)確度與權(quán)威性。分析技術(shù)發(fā)展至今，對(duì)于技術(shù)方面的要求也已經(jīng)非常規(guī)范。隨著對(duì)能源礦產(chǎn)和環(huán)境地學(xué)的需求，從而加速了地質(zhì)分析中分析技術(shù)的快速發(fā)展，分析主要就是檢測分析樣品中的元素，樣品量也在逐漸加大。在我國化學(xué)技術(shù)剛起步階段，對(duì)樣品進(jìn)行分析的技術(shù)人員通常以簡單傳統(tǒng)的分析為主，該分析方式稱作巖礦分析。該分析技術(shù)也是我們?cè)谌粘＿M(jìn)行分析工作的基礎(chǔ)，屬于簡單傳統(tǒng)的分析方式，也是該學(xué)科學(xué)生在學(xué)習(xí)地質(zhì)分析時(shí)最通俗易懂的課程，對(duì)化學(xué)分析的入門以及課程的不斷研究深入有著極大的意義。隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷進(jìn)步，化學(xué)分析技術(shù)的缺陷與發(fā)展局限性讓該技術(shù)手段沒有在被更加的深入研究。很多種儀器分析技術(shù)不斷涌現(xiàn)在科學(xué)分析界，化學(xué)分析也失去了原有的地位。近幾年來，我國科學(xué)技術(shù)水平更是有了質(zhì)的飛躍，隨著各個(gè)分析領(lǐng)域的發(fā)展，更具有現(xiàn)代的分析技術(shù)逐漸受到了科研人員的重視，其本身的高精準(zhǔn)性，分析速度快，智能化，及實(shí)現(xiàn)無紙化操的便捷性讓其得到了迅猛發(fā)展，如發(fā)展了X射線熒光技術(shù)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜，在巖礦分析格局方面產(chǎn)生了很大的影響力，就目前整體社會(huì)需求來說，對(duì)地質(zhì)分析的需求還在不斷增加，所以對(duì)新的分析技術(shù)的開發(fā)以及就當(dāng)前主流分析技術(shù)的不斷完善與改進(jìn)工作在整個(gè)科學(xué)分析領(lǐng)域還是尤為重要的，當(dāng)今多元素儀器分析已經(jīng)成為主角，其中包括對(duì)主元素和眾多微量元素等分析。2006年9月，在北京召開了第六屆國際地質(zhì)和環(huán)境材料分析大會(huì)，這次會(huì)議的主題為“資源與環(huán)境材料的現(xiàn)代分析技術(shù)”，大會(huì)主要針對(duì)環(huán)境和地球。科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域一直都在跟著國家方針政策做出調(diào)整，根據(jù)國家的發(fā)展方向來調(diào)整科研技術(shù)的改革與發(fā)展方向。國家對(duì)于環(huán)境污染越來越重視，治理環(huán)境污染是個(gè)長久的戰(zhàn)略任務(wù)，需要社會(huì)各界積極配合，來為治理環(huán)境污染貢獻(xiàn)自己的力量。現(xiàn)在無污染的綠色分析技術(shù)已經(jīng)成為了科研領(lǐng)域的研究方向，在保證分析的精準(zhǔn)性和權(quán)威性以外，還要降低對(duì)環(huán)境的污染。但是無論技術(shù)如何發(fā)展，其本質(zhì)還是對(duì)地質(zhì)樣品進(jìn)行分析，提高領(lǐng)域的整體水平。

2 在樣品分析中的幾種方法以及保管方式

2.1 磷及磷灰石分析

磷灰石是一系列磷酸鹽礦物的總稱，它們有很多種，按照雜質(zhì)的不同可分為黃綠磷灰石、氟磷灰石等等。一般主要是產(chǎn)生于沉積巖石中，其次為變質(zhì)巖和火成巖。在對(duì)這些巖石樣品進(jìn)行采集時(shí)要根據(jù)這些巖石的特性注意可能會(huì)發(fā)生的問題，例如在對(duì)樣品采集時(shí)含有伴生素的現(xiàn)象。因?yàn)樵谶@些樣品中通常都會(huì)存在微量元素，如果采集的方法不正確那么就會(huì)影響到分析結(jié)果，導(dǎo)致地質(zhì)勘察工作功虧一簣。

（1）試樣的分解與分離：礦物中的磷總是成正磷酸鹽形態(tài)。而這些巖石中的碳酸正鹽以及其余的酸式鹽會(huì)和其他的微量元素發(fā)生反應(yīng)并且生成雜質(zhì)存在于樣品中，在分離雜質(zhì)的過程中我們不但要分離雜質(zhì)，而且也不能在樣品中殘留對(duì)分析結(jié)果有影響的其余物質(zhì)，如果整體實(shí)驗(yàn)對(duì)分析結(jié)果精度要求較高，在對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行分離完成后，應(yīng)再次進(jìn)行熔融灼燒提純來確保分析結(jié)果的精確度，但實(shí)驗(yàn)過程中要注意的是灼燒一定不能在鉑器皿中進(jìn)行，這將造成磷的揮發(fā)，否則會(huì)影響到測定結(jié)果。

（2）測定：按照礦石的不同性質(zhì)選取相應(yīng)的方法，在基于4%～8%硝酸溶液中，磷酸根離子與釩酸銨及酸銨作用，生成可溶性的鉬釩黃色絡(luò)合物，通常情況下對(duì)于礦石都進(jìn)行半熔，對(duì)于技術(shù)人員來說，操作簡單速度快效率高，對(duì)實(shí)驗(yàn)器具的損害也較小，對(duì)于半熔不能處理的礦石可使用全熔來進(jìn)行測定。

2.2 對(duì)硫、硫鐵礦的處理測定分析

硫鐵礦中文名稱又稱二硫化亞鐵，性狀：黃色立方晶體。硫是我們并不陌生一種非金屬元素，常以游離態(tài)和化合態(tài)存在。以較廣的范圍分布，少量的存在于地球地殼中。在火山中通常都含有含硫化合物，而這些化合物多為礦物硫酸鹽礦，有石膏、重晶石等。在煤炭中通常也含有少量的硫。在進(jìn)行相關(guān)物質(zhì)分析時(shí)要注意一些對(duì)人體有害物質(zhì)的檢測，因?yàn)榱虻V物中多少都會(huì)含有有毒元素，對(duì)人體傷害極大，所以做好分析樣品之前的準(zhǔn)備工作尤為重要。在分析時(shí)我們應(yīng)該把溫度控制在60℃條件下，目的是為其盡量降低樣品所處環(huán)境的含氧量，盡可能的去減少樣品的氧化。樣品還要進(jìn)行烘干操作，以方便保存。

（1）對(duì)試樣進(jìn)行分解有以下主要的分解方法：①將樣品進(jìn)行半熔操作，以便將樣品中大量的硅酸分離出去，但是唯一不足之處是會(huì)有錫影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。②用鹽酸和硝酸分解試樣，此法適用于分解硫化物礦物。③用硝酸-氯酸鉀分解試樣。

（2）分離方法：常用硫酸鋇重量法進(jìn)行分離。即先使硫全部氧化成溶性硫酸鹽，然后在0.03-0.1鹽酸溶液中用氯化鋇使硫酸根沉淀。但是該方法不是常用分離方法，因?yàn)榇嬖谔嗖淮_定因素，需要較高的實(shí)驗(yàn)環(huán)境而且對(duì)操作要求較高，出現(xiàn)誤差的幾率較大，而且是兩個(gè)不同的誤差，因?yàn)檩^大的不確定性也很難精確的通過誤差去分析原因。所以目前在這方面的分離技術(shù)還有待完善和進(jìn)一步研究。

2.3 硼及硼礦石分析

自然界中硼的分布比較廣泛，以兩種狀態(tài)存在，而且用途廣泛，涉及領(lǐng)域較廣，可以用它來制造合金，主要存在于硼礦物中，針對(duì)該元素特有性質(zhì)在分析應(yīng)將溫度控制到60℃，而且要對(duì)樣品進(jìn)行一定時(shí)間的干燥之后才能進(jìn)行分析，當(dāng)要對(duì)該樣品全面分析時(shí)還要測定二氧化氮及氧化鎂、水分以及灼燒減量等。具體做法如下。

（1） 試樣的分解：我們通常利用過氧化氫強(qiáng)氧化性以及硼既溶于堿又溶于酸的性質(zhì)，通過試驗(yàn)確定分解試樣，待試樣溶解完全，使其測定結(jié)果相符，雖然這種方法有其弊端，但又有方便性。

（2）試樣的分離：分離方法可以使用同位素分離方法，可以使之與大部分元素分離。這需要精確的儀器

2.4 樣品的貯存與保管

隨著對(duì)地質(zhì)勘察研究的不斷深入，地質(zhì)勘察樣品種類和數(shù)量也在不斷增多，對(duì)樣品的保存也顯得尤為重要，我們要以正確的方式進(jìn)行保存以便于日后的研究分析使用。在分析技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，也要加強(qiáng)對(duì)樣品保存方面的管理，整體提高地質(zhì)樣品分析水平。

（1）器具一定要干凈干燥，選擇硬度較高的玻璃器具并要結(jié)合各個(gè)樣品的特有性質(zhì)來進(jìn)行保存。

（2）溫度不宜過高，濕度應(yīng)當(dāng)適中。

（3）對(duì)于一些易吸收水分或易氧化的樣品可以放到具有磨塞的儲(chǔ)存器具中來保證絕對(duì)密閉。

（4）分析土壤中的有機(jī)氯樣品，分析前應(yīng)保存在-16℃冷凍箱中。

（5）分析土壤中的有機(jī)磷樣品，采集后可在-15℃冷凍箱中保存3～6天。

（6）通風(fēng)良好。

3 結(jié)語

地質(zhì)分析技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大的提升，地質(zhì)樣品的不斷豐富也確定了分析技術(shù)在整個(gè)領(lǐng)域的重要性。當(dāng)今，地質(zhì)學(xué)家對(duì)地質(zhì)分析技術(shù)也增加了重視程度，從而也對(duì)專業(yè)人才的水平提出了更高的要求，基礎(chǔ)的地質(zhì)分析技術(shù)是其必備的基本能力，因?yàn)闊o論什么時(shí)候，傳統(tǒng)的技術(shù)堅(jiān)決不能忽視，而作為分析技術(shù)最基本的就是傳統(tǒng)的樣品分析，只有不斷的將傳統(tǒng)知識(shí)與新文化結(jié)合，才可以加快巖石礦物分析理論的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

［1］張偉濱.我國地質(zhì)樣品保存與管理的現(xiàn)狀及對(duì)策研究［J］.科學(xué)管理，2011，（1）.

［2］邱宏喜，熊立新，王達(dá)成，張亞峰.影響地質(zhì)樣品中金分析結(jié)果的因素［J］.黃金，2011，（9）.