X射線熒光技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

豆小剛

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院，甘肅 張掖 734000）

傳統(tǒng)的地質(zhì)找礦工作一般是在野外采集樣品后送到室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品進(jìn)行加工和檢測，待化驗(yàn)結(jié)果返回后才能根據(jù)其與邊界、工業(yè)指標(biāo)的關(guān)系才能繼續(xù)開展下一步的找礦工作，這種工作方法使得一次找礦工作的周期拉長，成本提高[1-4]。

然而，對(duì)于礦山價(jià)值的利用，有一個(gè)關(guān)鍵前提是需要及時(shí)獲取可靠的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，以快速描繪出礦體邊界，此外，精確的礦山圖繪制及礦石品位控制也需要對(duì)礦樣的元素含量作定量分析。

因此傳統(tǒng)的地質(zhì)找礦在新的時(shí)代背景下，很難滿足越來越高的找礦工作需要，必須要科學(xué)應(yīng)用各種先進(jìn)的地質(zhì)找礦技術(shù)，提高地質(zhì)找礦工作的有效性[5-7]。

X射線熒光技術(shù)很好的解決了檢測周期長，地質(zhì)勘查成本高等上述問題，可以快速鎖定高濃度元素和高興趣靶區(qū)，使找礦工作效率極大的提高；同時(shí)X射線熒光技術(shù)作為一種無損分析，對(duì)野外環(huán)境不造成污染，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，勘查技術(shù)較為先進(jìn)，是野外現(xiàn)場分析和過程控制分析等方面首選技術(shù)之一[8-16]。

本文從X射線熒光技術(shù)的工作原理、分析檢測方法、在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用前景，做了詳細(xì)的論述。

1 X射線熒光技術(shù)找礦法的工作原理

在XRF中，樣品受光源產(chǎn)生的X射線照射，X射線可以看作是具有一定波長的電磁波，或者是具有一定能量的光子束，大部分情況下，激發(fā)源都用X射線管，但也有用同步加速器和放射源的。樣品中存在的元素發(fā)射出能量不同（分立）的標(biāo)征這些元素的熒光X射線輻射（相當(dāng)于可見光不同的顏色）。

不同的能量相當(dāng)于不同的顏色。通過測定樣品發(fā)射的輻射能量（決定顏色）就可以確定樣品中存在那些元素，此步驟稱為定性分析，其產(chǎn)生機(jī)制見圖1。通過測定能量的強(qiáng)度可以知道元素的含量，此步驟稱為定量分析，其測定結(jié)構(gòu)見圖2。

在地質(zhì)找礦過程中，先通過X熒光掃描確定樣品中含有哪些元素，然后根據(jù)測定的能量強(qiáng)度的大小來定量測定樣品中某元素的含量。

圖1 特征X射線產(chǎn)生機(jī)制

圖2 X射線熒光光譜儀測定結(jié)構(gòu)

2 便攜式X射線熒光儀的分析方法（以Epsilon3X為例）

2.1 樣品采集與制備

礦山及野外現(xiàn)場分析一般直接使用粉末樣品進(jìn)行分析，首先將采集的樣品經(jīng)過粉碎、研磨、干燥等簡單處理后,取樣品置于自封式塑料袋中，盡量排出空氣后壓緊，卷折袋口貼標(biāo)簽并編號(hào)。

2.2 樣品分析

以帕納科公司生產(chǎn)的X射線光譜儀Epsilon3X為例，首先打開應(yīng)用軟件，建立分析方法、添加分析元素、優(yōu)化測量條件、輸入標(biāo)樣信息、測量標(biāo)樣、解譜、做線性回歸計(jì)算、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、測量已制備好的未知樣品、記錄結(jié)果，以便地質(zhì)找礦異常查證。

2.3 分析結(jié)果的質(zhì)量控制

現(xiàn)場利用便攜式X熒光分析儀進(jìn)行分析，并從所采樣品中按10%～20%篩選送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)分析、光譜半定量分析，X熒光分析儀現(xiàn)場分析數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，一般要求兩者誤差在＜5%。為了保證測量數(shù)據(jù)的精確度和準(zhǔn)確度，減少統(tǒng)計(jì)誤差，必須對(duì)所獲取的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，以保證數(shù)據(jù)的可信度，提高地質(zhì)異常解釋評(píng)價(jià)的質(zhì)量。

3 X射線熒光技術(shù)在地質(zhì)找礦中的前景

隨著X射線熒光技術(shù)的進(jìn)步以及儀器價(jià)格的不斷減低，對(duì)于至今仍然沒有開展中小比例尺勘查地球化學(xué)掃面工作的廣袤戈壁地區(qū)，尤其是盆山邊緣有一定程度基巖出露的矮山丘陵地區(qū)，能夠使便攜式X射線熒光光譜儀，進(jìn)行有效的大面積勘查地球化學(xué)掃面工作，以高效并且相對(duì)低廉的方式初步篩選出地球化學(xué)異常區(qū)，然后開展針對(duì)性的異常查證，能夠有效推動(dòng)礦產(chǎn)資源開發(fā)進(jìn)程。

4 結(jié)語

信息化時(shí)代發(fā)展背景下，地質(zhì)找礦技術(shù)日新月異，單純依靠傳統(tǒng)的找礦技術(shù)已經(jīng)很難滿足越來越高的找礦工作需要，必須要科學(xué)應(yīng)用各種先進(jìn)的地質(zhì)找礦技術(shù)，提高地質(zhì)找礦工作的有效性。

X射線熒光技術(shù)在找礦技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用方面，能夠提高找礦的工作效率和質(zhì)量，相信，在接下來的發(fā)展中，X熒光光譜技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用會(huì)越來越廣，越來越成熟。