Χ射線熒光光譜法分析地質樣品的應用技巧

賈宇晶

摘 要：Χ射線熒光光譜法是一種使用原級Χ射線光子和其他微觀粒子激發待檢測物質中的原子，使其產生熒光，以此對樣品進行化學成分定性分析和定量研究的方法。目前，該方法已經成為一種常規且極其重要的方法，被廣泛應用于諸多領域。基于此，主要探究了Χ射線熒光光譜法的應用原理及其在地質樣品分析中的應用情況。

關鍵詞：Χ射線熒光光譜法；地質樣品；巖石；礦物

中圖分類號：O657.34 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.124

由于Χ射線熒光光譜法操作簡單，能夠同時檢測多種元素，且檢出限計算簡便，精密度和準確度較高，因此被廣泛應用于地質科學研究中。作為地質樣品檢測中的一項基礎工作，采礦和選礦的前期工作所用的數據都來源于這一檢測結果。由于地質樣品分析的項目較多，如果用化學分析法來檢測樣品，則存在的缺點較多，且檢測的精確度不高，因此，需要應用Χ射線熒光光譜法檢測。

1 檢測條件的選擇

Χ射線熒光光譜法可以同時檢測地質樣品中的多種元素，但每一種元素都有其對應的檢測條件。在選擇檢測條件時，首先要考慮如何選擇探測器。由于探測器必須與晶體一起使用，因此，應先加快對相關元素的探測速度，以此提高檢測結果的分辨率、信噪比和高計數率等。可見，選取適宜的探測器能夠提高檢測結果的準確度。以V元素為例，在地質樣品中，元素V和Ti是相互伴生的（通常，后者含量高于前者），并且VKα線和TiKβ線重疊非常嚴重。

2 相關技術在地質樣品分析中的應用

現如今，隨著探測技術的不斷發展，其應用范圍逐漸擴大。Χ射線熒光光譜法是地質研究領域的一種相對較成熟的檢測方法。在各基體成分的研究中，該方法具有精確度、靈敏度高的特點，能夠滿足地質科學研究的需求，并且已成為地質樣品分析所采用的標準方法。

2.1 對相關研究作出的貢獻

綜合巖礦檢測中心等多個實驗室應用Χ射線熒光光譜法對地質樣品進行了多元素檢測，檢測周期短、結果準確。同時，還對區域化探樣品進行了多元素檢測，并對區域化探數據分析中存在的問題提出了相應的解決措施。在區域化探要求測定的39種元素中，應用Χ射線熒光光譜法能夠測定24～26種元素，占到總測定元素的60%以上。每個設備每年可以處理上萬個樣品。此外，Χ射線熒光光譜法還可以用于檢測地球化學樣品。目前，該方法已成為地質樣品多元素檢測的主要方法，再加上能夠檢測區域化探樣品，因此，其應用范圍非常廣，經濟效益和社會效益顯著。

2.2 礦物中主微量元素的檢測

用以往的檢測方式檢測礦物中的主微量元素，不僅會耗費大量的人力、物力和時間，而且檢測步驟多、操作煩瑣；而用Χ射線熒光光譜法檢測礦物中的主微量元素，其檢測結果精確度高，且檢測過程不繁雜。20世紀70年代早期，地質樣品檢測條件有限，檢測方法較少；到了20世紀70年代中、后期，相關技術逐漸得到了完善，為巖石和礦物中主微量元素的檢測和研究奠定了堅實的基礎；在此之后，地質學研究人員對硅酸鹽巖石進行了研究和分析，使主微量元素的檢測逐漸成為我國地質科學研究工作的重要內容之一。自此，越來越多的科研人員開展了地質樣品檢測實驗，且巖石和礦物中可檢測到的元素已達到三十多種。另外，科研人員還對熔融制樣條件進行了探究。可見，以化學分析法為基礎，許多新型主微量元素檢測法在我國相關領域得到了廣泛的應用。通過對很多批次的硅酸鹽巖石的相關規定數值進行分析，結果顯示，新型主微量元素檢測法精度較高，能夠滿足相關部門質量管理規范要求。當前，我國正致力于研究能夠檢測巖石和礦物化學成分的標準方法。

2.3 在礦物分析中的應用

當前，Χ射線熒光光譜法逐漸被應用于鈮鉭礦、鋯石礦中Nb、Ta、Zr、Hf以及REE定量研究中，且應用效果顯著。同時，該方法在其他礦物成分分析中也起到了重要的作用，比如硅酸鹽單礦物、閃鋅礦的成分檢測等。另外，應用這一方法對巖石、土層和水系沉積物等粉末狀標準物質進行均勻性檢測，優點較多，檢測結果可靠。

2.4 痕量元素檢測

應用Χ射線熒光光譜法對痕量元素和超量元素進行檢測，可以得到較為可靠的檢測結果。但是，如果要對常見的波長色散類和能量色散類物質進行檢測，就需要等待測元素分離、富集至適宜的載體上。目前，應用Χ射線熒光光譜法分析地質樣品時，涉及到的方法主要有化學預富集法、共沉淀法和離子交換樹脂填充法等。在我國，科研人員很早就對離子交換樹脂填充法和纖維素微孔萃取法進行了詳細研究。活性炭具有一定的吸附作用，利用這一作用所檢測的Re的檢出限可以達到0.3 μg/g。

2.5 在野外現場勘測中的應用

將Χ射線熒光光譜法應用于野外現場勘測中，可以提高野外勘測效率。20世紀70年代，我國就已經研發出了多種便攜式野外勘測技術；20世紀80年代中期，北京某企業率先將當時最新的便攜式儀器運用于礦山實地勘測中，并且取得了較大的成功。自此，便攜式野外勘測技術就被廣泛應用于戶外研究項目中。這類先進勘測技術的應用不僅提升了企業的經濟效益和社會效益，并且隨著科技的快速發展，還為Χ射線熒光光譜法的研發奠定了基礎。

3 結束語

總之，在相關研究領域，Χ射線熒光光譜法已成為一種常規的檢測方法。本文通過論述該方法在地質樣品分析中的應用，進一步證實這一方法檢測精確度較高，能夠滿足科研需求。但是，由于地質樣品種類較多，且每種元素的含量變化范圍很大，因此，在檢測過程中會出現一些影響檢測數據的因素，相關人員需予以重視。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕