地質巖石礦物分析測試技術的分析

張明煒，龔 亮，宋甜甜

（河南省巖石礦物測試中心，河南 鄭州 450012）

通過實際調查發現，自可持續發展理念被提出以來，我國政府加大力度對各種資源進行相應的管控。礦產資源作為一種能被重復利用的自然資源，受到了廣泛關注。這種資源在實際應用過程中可以發揮良好的效果。為了讓采礦企業在市場中實現更好的發展，相關管理人員要結合時代發展特點進行充分了解和分析，進而合理應用礦產資源測試技術，有效處理各種問題，促進我國社會良好發展[1-2]。

1 巖石礦物的種類及特征

通常情況下，我國礦產資源有著分布范圍較廣且不均勻的特點。巖石礦物是一種由不同元素組成的聚合物，產生于地殼內部運動，地質作用是巖石礦物形成的核心條件。另外，我國不同的地區有不同類型的地質活動，在地質應用層面也有一定程度的差異。這就要求相關采礦企業高度重視巖石礦物設計環節，充分考慮巖石礦物組合形式與化學元素種類，進而開展各個方面的工作。根據相關調查，礦物資源的分布和含量沒有規律，雖然礦物種類比較多，但是人們日常生活中使用的主要是碳酸鹽類、含氧類礦物，而各個領域在發展過程中對礦產資源有較大的需求，這就要求采礦企業加大礦產資源的合理開發和挖掘力度。

2 開展巖石礦物分析測試工作的意義

巖石礦物分析測試工作在礦產企業發展過程中占據重要地位，相關管理人員可以通過該工作對地質情況進行充分的了解和分析，在確保各個方面地質工作正常開展的同時，還能在防范地質災害的過程中發揮良好的作用。巖石礦物分析測試工作涉及各種各樣的數據信息，工作人員要及時收集和整理這些數據信息，提高數據信息的真實性和有效性，為后續分析地球環境與地質情況等方面工作提供有效的參考依據[3-4]。

2.1 巖石礦物分析測試工作在礦產物質普查中的重要作用

從目前的情況看來，地質巖石礦物分析測試工作與建筑工程、地質工程等方面有著緊密的聯系，科學的礦物分析測試工作不僅能提供真實有效的地質資料，還能對地質資源的深入整合和利用起到推動作用。另外，礦物分析測試工作還可以在礦產物質普查中發揮良好的作用，工作人員在開展地質改造工作時，能從中獲取關鍵信息，進而在一定程度上降低各種地質災害問題出現的頻率。

2.2 評價巖石礦物分析測試工作

地質活動往往會產生一些巖石礦物，這些巖石礦物在化學反應和物理作用下會產生相應的礦物元素，相關工作人員可以應用礦物分析測試技術，充分了解巖石內部存在的化學元素和其他礦物質。采礦企業開展巖石礦物分析測試工作能對巖石礦物分析進行科學的評價，進而充分發揮巖石礦物自身的應用價值和經濟價值，對未來礦物開采和利用起到良好的促進作用。

3 地質巖石礦物成分分析測試方式分析

3.1 經典化學成分測試

經典化學成分測試主要是基于化學反應定性與定量分析樣品的化學成分，也被稱為濕法分析，包括重量法、容量法以及比色法等，具有較高的準確性，但是研究時間較長，會用到大量樣品，靈敏度一般。因此，不適用于對稀土元素的分析。

3.2 發射光譜探究（AES）

發射光譜探究的原理在于利用電弧、火花等激發光源讓試樣轉變為氣態原子，同時激發氣態原子外層電子由基態向高能級的轉變。由于巖石礦物內部不同類型原子的構造均不同，利用光源進行激發能讓樣品內部不同類型的元素均發射出自身獨特的光譜。其中，攝譜法是光譜定性探究的常用方式，只要樣品內部存在的元素含量達到相應數值，在感光板上就能產生譜線攝譜。該方式具有效率高、操作簡便、經濟實惠等優點，可以在數個小時內將其中的元素定性檢測出來，因此被廣泛運用于元素定性檢測工作。具體的測定工作分為以下兩方面：（1）實時比較標準試樣的相關光譜，將同一光板上并列且要求深入檢測元素的純物質以及純化合物試樣攝取出來，使試樣以及純物質光譜有效顯示在映譜儀中，若有兩條譜線存在于同一波長處，則表明某一元素存在于某個譜線中。這種方式能定性分析樣品中的特定元素，但無法綜合探究光譜。（2）鐵光譜比較法，也被稱為標準光譜比較法。該方式的原理在于并列攝譜樣品和純鐵。其中，鐵光譜譜線約有4 600條，同時各個譜線波長均得到了明確測定且在譜線表中均有詳細記載。對鐵光譜圖總標插波長位置實施測定通常依據元素分析線的長短情況，然后根據元素特征線及其特有的譜線強度定量和定性分析譜線強度，該方式也被稱為原子發射光譜法，常用于地質、鐵鋼合金以及環境保護等試驗測定工作，并按照相應順序進行半定量、定量以及定性研究[5-6]。

3.3 原子吸收光譜（AAS）

原子吸收光譜的原理是利用氣態元素基態原子進一步吸收此元素的原子、產生共振輻射來分析與測定部分非金屬離子和水溶液中金屬離子的含量，得到了大范圍的運用。該方式具有精準度高、效率高、干擾少、穩定性好、檢出限低等優勢，數量級在10-9～10-6，也能用于常量分析，比較適用于測定沸點低的金屬元素和易原子化金屬元素，但是每次只能測定一類元素。

3.4 X射線衍射（XRD）

X射線是一類波長在0.0 0 5～10.0 0 0 n m、含有2.5×105～1.2×102eⅤ高能量的電磁波，是原子內層電子在高速運動電子流的不斷影響下形成躍遷而進一步發射的電磁輻射。采用該方式可以合理記錄X射線衍射線，獲取不同類型的X射線衍射圖譜并進行分析與研究，測定樣品的特征，包括材料的元素構成、晶體結構、組織、構造、元素的缺陷結構和電子結構、結晶度、晶粒尺寸以及結構應變等。

3.5 電子探針顯微分析（EPMA）

電子探針顯微分析的原理是使用高能電子束處理物質，進而獲得俄歇電子、特征X射線等二次電子，對樣品表面的微區成分與微米級物質成分進行分析。根據顯微圖像，能發現微觀性質對材料宏觀性能產生的影響，主要適用于1Na-92U（能譜分析）以及5B-92U（波譜分析），能直接分析光片、礦物撥片以及巖石中確定的微區，不會損壞樣品，因此也被稱為樣品無損分析方式。

4 地質巖石礦物分析測試技術

采礦企業對巖石礦物的探究過程涉及較多環節，這些環節也有一定的復雜性特點。巖石礦物探究工作與礦物質的勘探之間有著緊密的聯系，如果前者存在問題，后者就無法達到預期的效果。采礦企業在對巖石礦物進行探究之前，要結合實際情況進行充分分析，在此基礎上，運用理論知識合理制定探究方案，以準確判斷巖石礦物的各種經濟價值指標，確保整體的礦物回收工作能夠正常開展。與此同時，相關工作人員還要高度重視對巖石礦物的探究細節，充分利用每一個有用的礦物，最大限度地發揮礦物的經濟價值[7]。

4.1 對巖石礦物相關樣品的研究

采礦企業在開展巖石礦物的測試和分析工作之前，要嚴格按照相關要求和規定對礦物樣本進行有效采集，在此過程中，通過專業容器妥善保存樣本并及時送到檢測實驗室，由專業人員開展檢測和分析工作。通常情況下，檢測和分析內容不僅包括礦物樣本的質量和種類，還要對礦物樣本的其他因素進行全方位測量，并及時記錄分析結果。此外，工作人員要嚴格控制巖石樣品的質量。如果樣品過重，工作人員可以充分應用粉碎設備對巖石進行粉碎處理，挑選出質量合適的樣品進行測量和分析。

4.2 對巖石開展定性測量

采礦企業要指派專業的人員嚴格按照試驗流程和操作流程對樣品進行初期加工，進而提高地質巖石礦物的測量精確性，之后還要開展定性分析和定量分析，測試研究過程中要對每一次得出的數據信息進行及時記錄，并從中找出精確性最高的測試結果作為主要參考依據。工作人員要充分分析和了解元素光譜圖，在此基礎上對其進行充分應用，進而對地質巖石礦物進行科學的測量和分析，這樣不僅能讓工作人員充分掌握巖石樣本的特性和品質，還能對巖石礦物樣本內部的各種元素成分及含量進行充分了解，為后期各個方面工作的正常開展奠定良好的基礎。另外，工作人員還要根據巖石礦物樣本內部元素含量對測量策略進行合理的選擇，還要對巖石礦物各方面特點進行充分分析，這樣才可以將巖石礦物樣本的深入保護工作落到實處。

4.3 選擇合理的檢測方法

測量結果的準確性與測量方法有緊密的聯系，因此，相關工作人員要高度重視測量方法的選擇，結合實際情況制定合理的巖石礦物測量方案。在實際開展測定工作之前，相關人員要充分考慮巖石礦物內部元素的品種和含量，確保制定的測量方案與實際情況相符，進一步提高測量方案的科學性和有效性。在此過程中，相關人員要合理應用相關儀器和技術科學測定礦物元素，并將測定結果與礦物元素的實際含量進行對比，進而判斷測量方案的準確性。此外，在測量過程中還會涉及一些要求比較高的測定實驗，工作人員要合理應用質量測定方案，嚴格控制測量誤差，提高測定結果的準確性。

4.4 根據測定結果確定研究方案

在地質巖石礦物分析測試工作中，研究方案的制定是非常重要且復雜的環節。在實際測試過程中，往往出現不同分離策略的協同與配合，要求工作人員具有扎實的專業理論知識基礎和豐富的操作經驗。在確定研究方案的過程中，工作人員應考慮地質巖石礦物的具體分析測試策略與技術，并且在具體操作時針對全分析與簡分析的進程，盡可能選用具有較強綜合性與系統性的研究方案。具體而言，在分析地質巖石礦物樣品后，可以按照特定順序將溶液抽取出來，并按照規定流程實施分組測定，這一過程要用到化學法和專業的儀器設備。

4.5 核查分析結果

地質巖石礦物的分析與測定結果能反映礦物的整體價值，并且能有效指導未來地質找礦工作、礦山采掘價值判斷、礦山存儲量確定等工作的開展。因此，確保分析測定結果的可靠性與精準性尤為重要，落實結果的核查工作不可忽視。對分析結果的核查主要包括兩方面：（1）找出分析測試過程中的不足；（2）詳細分析與核查測定結果的準確性，保證分析測試工作的質量。明確研究方案后，工作人員務必根據相應規程分析與核查結果，確保其符合相關標準。如果在核查過程中發現結果不達標，必須禁止將礦物運用于地質巖石礦物成分分析以及地質部門工作中。

5 結語

地質巖石礦物測試技術對采礦行業的發展有重要作用，相關管理人員要對該技術予以高度重視，結合實際情況對其進行充分應用，最大限度地發揮該技術的作用。另外，工作人員也要提高自身的專業素質和知識水平，嚴格按照流程開展測量工作。