地質樣品中微量元素的高效測試方法探析

葉晨亮

（江西省地質礦產勘查開發局地球物理地球化學實驗測試所江西南昌330201）

地質樣品中微量元素的高效測試方法探析

葉晨亮

（江西省地質礦產勘查開發局地球物理地球化學實驗測試所江西南昌330201）

本文采用電感耦合等離子體制譜對國際地質標準物質中的微量元素濃度進行測定，同之前的消解方法相比，具有良好的密實性，并且其在測定過程中對酸的消耗量較少，能夠將地質樣品在短時間內消解，具有良好的消解效率。

地質樣品微量元素測定消解效率

實際工作中對地質樣品中的微量元素的測定能夠有效的幫助我們進一步研究地質作用過程以及環境演化和物質遷移過程，是長期以來地質分析研究的重點。在多年的研究過程中，運用電感耦合等離子體質譜進行地質樣品中微量元素的測定，具有檢出限低、譜線簡單等優勢，從而在地質樣品微量元素檢測中得到了較為廣泛的應用。

1　地質樣品消解的主要方法

地質樣品本身具有一定的復雜多樣性，所以其耐酸性能較好，一般很難對其進行消解，當前所采用的消解方法主要敞開式酸溶法、Carius管密封消解法、普通Teflon灌密閉消解法、傳統高壓密閉消解法等，但是以上方法在在運用的過程中都存在著一定的缺陷問題。對于敞開式溶酸法來說，其在運用過程的酸使用量較大且消解效果與測試結果差強人意；Carius管密封消解法主要是針對Re、Os同位素以及稀散金屬的測試，該種方法在操作的過程中存在著一定的危險性，并且不能有效實現對地質樣品的完全溶解；普通Teflon灌密閉消解法采用的是電熱板加熱的辦法，但是在加熱過程中可能會產生受熱不均勻的現象，且其承受的壓力較小容易造成酸的泄漏，從而給消解效果帶來了一定程度的影響；傳統高壓密閉消解法具有空白紙低且用酸量相對較少的優勢，但是其在消解的過程中隨著承受壓力的變化，會造成酸的泄漏，也不能有效的使地質樣品完全消解。

地質樣品在前期處理過程中的稀釋定容是一項較為繁雜的工作，從以上對于地質樣品消解方法應用情況分析來看，本文在對傳統高壓消解罐作出改進的基礎上，運用雙內弧密封設計的防腐高效消解罐，并在罐體頂部安裝卡口式接頭，從而有效的加快的地質樣品的消解速率，提升了其消解效果。除此之外，對多元素內標校正技術進行了有效的改進，采用了雙內標法建立地質樣品的非準確定容測試方法。在進行地質樣品前期處理時，加入了適量的Rn內標元素，對元素的稀釋倍數進行了校正，并通過加入定量的Re內標元素對信號漂移進行了校正分析，從而減輕了稀釋定容工作的工作量。

2　試驗儀器及試劑

2.1儀器

本試驗所采用的主要儀器為美國Perkin Elmer公司的Elan DRCⅡ電感耦合等離子體質譜，儀器的功率、霧化器流速以及冷卻氣流速分別為1250W、0.8L/min、15L/min；錐孔直接為1.1.mm的鉑錐樣品錐；廣州濟科儀器科技有限公司生產的防腐高效溶樣灌；本試驗用水主要是利用英國Egla公司的Uitra ionic型超純水機進行制備的。

2.2試劑及樣品

10mg/L的多元素混合標準溶液、1000mg/L的Re單元素標準溶液、國際地質標準物質BCR-2、BHVO2玄武巖、巖葉標準物質花崗巖以及美國地址調查局研制的AGV-2安山巖和GSP-2花崗巖、電子純HNO3、HF、1000mg/L的Rh氮元素標準溶液。

2.3樣品制備

首先稱取重量為0.020g烘干后的地質樣品，將其置于PEFE內膽中，并加入1.5mL HF和0.5nL HNO3，隨后將其進行密封處理，并將其放置在表面涂有PEFE涂層的不銹鋼套內，在溫度為150℃環境的烘箱中進行烘烤，12小時候取出。將冷卻后的內膽去除，并在其中加入0.25mL的HCLO4，將其置于電熱板上進行加熱蒸發，設定加熱板的溫度為150攝氏度。在將其加熱至近干時，在內膽中加入0.4mL的1.0mg/LRh以及1mL的高純水和1mL的HNO3，在將其進行密封處理后放回150℃的烘箱中進行6h的回溶處理。最后一步將其內膽去除，加入40mL的聚乙烯瓶中，其次采用高純水將其稀釋至40mL，隨后搖勻待測。

3　試驗結果與討論

3.1標準曲線以及方法檢出限

采用2%HNO3在按照逐級稀釋的方法對標準溶液進行稀釋，制備0、1.0、5.0、10μg/L標準混合溶液，其標準曲線的相關系數均小于0.999。

該中方法的檢測下限為10次連續的試驗過程空白，所得測定值3倍標準偏差相當濃度乘以稀釋因子所得的分析物濃度，各元素的檢測下限都位于0.001——0.622μg/L之間，如下表所示，主要元素Ca、Zr、Nb、Hf、Ta等以及稀土元素的方法檢測下限要優于敞口酸溶法。

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3.2質譜干擾校正

由于地質樣品的多元素測試主要是受到了雙電荷離子以及多原子離子的影響，Ba元素的含量較高，所以其產生氧化物和多原子離子對稀土元素存在的較大干擾影響?？梢酝ㄟ^測試10mg/L Ba標準溶液的方法，確定出BaO+/Ba+的系數，從而對Sm和Eu的干擾進行校正處理，可以選擇Ga作為檢測同位素。

4　結論

同傳統的消解方法相比，采用防腐高效溶樣灌進行地質樣品消解時有效的解決其之前存在的用酸量大、操作復雜和消解效率低下的問題，并且能夠在提升消解效率的基礎上進行批量作業。在對Rh Re雙內標費準確性定容測試方法應用的過程中，能夠有效的對微量元素測量和分析過程中出現的信號漂移進行校正，并且在較少了前期稀釋定容工作量的同時對基體效應有著較為明顯的補償作用。因此，建立高效消解的雙內標ICP-MS分析法，有著較大的優勢特點，能廣泛的在地質樣品微量元素測試分析中運用。

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Efficient test methods of trace elements in geological samples

Ye Chen-liang
(Jiangxi Provincial Bureau of Geo-exploration and Mineral Development,Experiment Laboratory for Geophysics and Geochemistry, Jiangxi Nanchang 330201 PRC）

In this paper,prepared by inductively coupled plasma spectroscopy for international geological reference materials in the trace element concentrations were measured,Compared with the previ-ous digestion,with good compactness,And its consumption is less acid in the determination process,geological samples can be digested in a short time,with good digestion efficiency.

Geological samples、Trace elements、Determine、Digestion efficiency

Q581[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-229-1