x射线荧光光谱法分析地质样品的应用技巧

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1、X射线荧光光谱法分析地质样品的应用技巧静1，2，高志军1，2，陈冲科1，2，刘延霞1，2，张明炜1，2陈(1．河南省岩石矿物测试中心，河南郑州450012;2．国土资源部贵金属分析与勘察技术重点实验室，河南郑州450012)摘要:X射线荧光光谱法(XＲF)具有制样简单、绿色环保、可同时测定多个元素等特点，被广泛应用于勘查地球化学分析领域中，其中粉末压片XＲF是快速经济的主导方法。然而在大批量实际样品测试中，如果分析者选择测量条件不当或者校正标准曲线不合理，就会导致测量结果的粗大误差甚至测出不合逻辑的数据。

2、本文对地质样品中的主要元素在测试中容易出现的技术问题作一具体分析:以钒元素为例，用实验说明探测器的选择对于测量结果的重要性，采用SC探测器可将VKα线与TiKβ线分开，而采用SC+PC探测器两元素的谱线发生重叠;以硅酸盐中铁元素为例，描述了不同的回归标准曲线对测量结果的影响;对地质样品中低含量铌、钽的测定，标准曲线要根据实际情况合理回归，并将测试后的样品与化学方法对照，结果相符。同时提出了硅酸盐、碳酸盐等地质样品的测量问题。对于土壤、水系沉积物、岩石地质样品，一些元素之间会产生相互干扰，以常见的造岩元素钛

3、为例，用实验证明铝和铁对钛的谱线确实有增强和吸收效应;对于常见的碳酸盐类样品，氯和铬的测量要考虑氧化钙的吸收增强效应，必须添加氧化钙作为其吸收增强校正项，才能保证测量结果可靠。针对硫元素的测定，除了受到硫赋存状态的影响，样品污染问题也是影响因素之一，需要避免空气、实验室环境以及分析过程中对样品的污染。本文针对一些典型元素XＲF分析提出的具体测量方案，应用于实际地质样品测试可以获得满意的效果。关键词:地质样品;X射线荧光光谱法;测量条件;标准曲线;校正项中图分类号:O657．31文献标识码:AX射线荧光光谱

4、(XＲF)测定技术的重要意义不仅因为它是主量、次量元素分析精度、准确度和自动化程度高的多元素分析方法，还由于该仪器在测定地质样品时采用的粉末压片法无需将试样进行酸碱分解处理，是一种对环境无污染的绿色分析技术［1－4］。在今后相当长的时间内XＲF将是优越于其他大型仪器，测定多种材料主量、次量和部分微量元素的主导分析手段之一［5－7］。目前XＲF同时分析的元素约为40余种［8－10］，关于这些元素的XＲF分析问题如样品制备方法、测量条件选择、元素间的吸收增强等，已有大量文献报道［11－13］，大多数元素的分析

5、方法已相当成熟，但对于某些元素测量条件的选择技巧、标准曲线的合理分段、正确选择校正项等问题研究相对较少，而且应该根据具体元素具体分析。例如，应用XＲF测量地质样品中的元素钒，不同探测器的选择对测量结果有着较大的差异。测量硅酸盐中铁元素时，需灵活应用一次回归曲线和二次回归曲线。对于低含量元素铌和钽，有必要研究将标准曲线做得更加合理，才可满足实际分析需求［14］。对于元素钛的测量，正确选择校正项显得尤为重要。在元素钍的测量中，即使理论上有重叠干扰的元素，也要根据样品的实际含量来最终确定是否扣除元素的重叠干扰。

6、而对于碳酸盐样品中的某些元素，其中氧化钙对氯的增强效应和对铬的吸收效应是不能忽略的，要考虑加入氧化钙作为氯和铬的增强校正项。硫是XＲF分析中常见的分析项目，各类污染是影响测量准确度的因素之一，须建立相应的控制措施［15］。本文针对上述问题进行多方面探讨，提出了相应的简单、实用的解决方案。收稿日期:2014－06－04;修回日期:2014－12－16;接受日期:2015－01－12作者简介:陈静，工程师，从事X射线荧光光谱分析及化学分析测试。E-mail:liminggui@126．com。—91—岩矿测试

7、http:∥www．ykcs．ac．cn第1期2015年1测量条件的选择XＲF能够测量地质样品中的几十种元素，每个线计算，按照日本理学公司提供的标准曲线和基体校准一体的回归方法将公式简化为:W=(BI2+CI元素都要选择合适的测量条件［16］。首先是探测器的选择，它要与晶体配合使用，主要加强测量元素的探测效率，提高测量元素的能量线性和能量分辨率，且具有较高的信噪比、良好的高计数率等优势，因此选择合适的探测器可以提高分析元素的灵敏度［17－19］。以元素V为例，地质样品中元素V与Ti伴生，且Ti的含量远远大

8、于V，VKα线与TiKβ线重叠十分严重。如图1所示，用SC探测器测定元素V，VKα线与TiKβ线还可以分开，而用SC+PC探测器测定2个元素的谱线就重叠在一起。实验证明，如果用SC+PC探测器测量V，2θ角峰值选用在76．91°，很容易使2个元素的峰值叠加造成测量误差。另外，分析线的选择也要值得注意，尽可能选择不受谱线重叠干扰或受干扰程度小的分析线。例如，Pb采用PbLβ线而不用PbLα线，这是因为PbLα与AsKα的谱线几乎