發(fā)射光譜法測多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查中銀、硼、錫三元素的分析總結(jié)

辛文芳，李 偉，鄔曉蒙

青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心，青海西寧810003

發(fā)射光譜法測多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查中銀、硼、錫三元素的分析總結(jié)

辛文芳，李 偉，鄔曉蒙

青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心，青海西寧810003

以K2S2O7、NaF、Al2O3和碳粉的混合物為固體緩沖劑，Ge為內(nèi)標，樣品和緩沖劑以質(zhì)量比為1∶1的比例混勻后裝入石墨電極中，通過發(fā)射光譜法測多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查中銀、硼、錫三元素的含量.對存在的問題進行了分析總結(jié)，并提出解決辦法.該方法在實際應(yīng)用中取得良好效果.

發(fā)射光譜法；多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查；銀-硼-錫；分析總結(jié)

0 前言

多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查是針對第四紀覆蓋區(qū)開展的基礎(chǔ)性調(diào)查工作［1］，主要目標包括基礎(chǔ)地質(zhì)、資源潛力與生態(tài)環(huán)境等幾個方面.多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查采取嚴格的樣品測試質(zhì)量監(jiān)控體系，獲取元素高質(zhì)量、高精度地球化學(xué)數(shù)據(jù)信息，繪制各類地球化學(xué)圖集，系統(tǒng)展示我國重要地區(qū)地球化學(xué)分布和分布規(guī)律，查明元素地球化學(xué)分布、分配特征，對發(fā)現(xiàn)重要異常進行查證，為各個領(lǐng)域利用提供基礎(chǔ)資源.它的檢測數(shù)據(jù)不僅要成圖，還要在省內(nèi)、地區(qū)、全國拼圖，這無疑對從事此項工作的人員是一次考驗.為使前后圖幅能無縫拼接，我們必須認真總結(jié)經(jīng)驗，互相學(xué)習(xí).

銀（Ag）硼（B）錫（Sn）在1∶20萬化探掃面中是非常重要的元素，在多目標生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查樣品中也是不可缺少的分析元素.因此，這3種元素測定結(jié)果的準確度和精密度具有十分重要的意義.在多目標生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查樣品分析的54種元素中，以電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）、X射線熒光光譜法（XRF）、電感耦合等離子體光學(xué)發(fā)射光譜法（ICP-OES）等具有同時測定多種元素能力的大型儀器為主體，綜合其他多種專用分析儀器組成先進的54種指標配套分析方案［2-3］.其中發(fā)射光譜法測多目標生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查樣品中的銀、硼、錫3種元素，以電弧為光源的發(fā)射光譜法分析地球化學(xué)樣品中銀、硼、錫的方法已有報道［3-7］.由于該方法流程長，操作繁瑣，易污染，故其準確度、精密度、檢出限難以達到規(guī)范要求，但是目前還沒有更好的方法可以替代.本文通過對多目標地球化學(xué)調(diào)查中大量實際成圖樣品的分析，總結(jié)關(guān)于發(fā)射光譜法測多目標生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查樣品中的銀、硼、錫的實際經(jīng)驗，以期對同行有借鑒作用.

1 方法概述

試樣以K2S2O7、NaF、Al2O3和碳粉混合物作為緩沖劑，鍺（Ge）作為內(nèi)標元素.試樣和緩沖劑以質(zhì)量比1∶1的比例混勻后裝入石墨電極中，樣品裝入兩根石墨電極中，滴入2滴蔗糖乙醇水溶液（10 g蔗糖溶于500 mL乙醇水溶液，V乙醇∶V水=1∶1），90℃烘干；于平面光柵攝譜儀上以平頭石墨電極為上電極，樣品電極為下電極，用垂直電極進行兩次重疊攝譜（截取曝光）；譜板經(jīng)過暗室顯影、定影處理后在GBZ-Ⅱ型自動測微光度儀測量各元素譜線黑度，并自動扣除分析線和內(nèi)標線各自的背景黑度；根據(jù)相對黑度的高低采用內(nèi)標法，利用計算機自動擬合校準曲線并計算得到試樣中銀、硼、錫的含量.

2 儀器及條件

1）WP1一米平面光柵攝譜儀（北京瑞利分析儀器公司）.光源為交流電弧，光譜通帶0.3 nm，光柵刻線1200條/mm，中心波長290 nm，三透鏡照明系統(tǒng)，中間光欄5 mm，狹縫寬度7 μm，高1 mm.光源：WJD型交直流電弧發(fā)生器，前置穩(wěn)壓電源.交流電弧：4 A起弧預(yù)曝光，5 s后升至14 A，保持30 s正常曝光，一共35 s，兩根電極重疊攝譜.

2）GBZ-Ⅱ型自動測微光度儀.狹縫18 μm，峰高6 mm.對譜板按元素相應(yīng)的譜線進行測量.實驗方法選擇的銀、硼、錫3種元素的分析線對、檢出限及測定范圍見表1.

3）光譜純緩沖劑按K2S2O7+NaF+Al2O3+C+GeO2= 23+20+45+12+0.007的質(zhì)量比例混合研磨均勻（據(jù)中國地質(zhì)科學(xué)院廊坊物化探研究所）.

表1 元素的分析線對、檢出限及測定范圍

3 質(zhì)量總結(jié)

1）存在問題：嚴格的講，該方法無法滿足多目標質(zhì)量要求，但目前還沒有更好的方法替代.從成圖情況看沒有多大的問題，但是個別外部檢控樣中較高含量的銀略有偏低現(xiàn)象，低含量（檢出限附近）的銀略偏高.

2）在檢測過程中，硼的精密度不如銀、錫，是系統(tǒng)誤差造成的.

4 分析及解決方法

1）盡可能專機專用，操作間與別的樣品分開，防止銀元素的污染，減少誤差.樣品必須磨勻裝緊，否則會降低攝譜的重現(xiàn)性.

2）攝譜過程中，注意弧焰變化，防止分子譜線出現(xiàn)，并且樣品的粒度要在理想的狀態(tài)下，應(yīng)該在0.074 mm以下，否則會延長硼元素的蒸餾和激發(fā)過程，影響硼元素的測定.

3）注意洗相板的黑度.銀元素的內(nèi)標線 Ge（303.9 nm）的黑度控制在110左右，硼、錫元素的內(nèi)標線Ge（271.07 nm）的黑度控制在80左右，這樣一方面盡可能地減少相板之間因黑度差異引起的系統(tǒng)誤差，另一方面兼顧硼、錫元素譜線的黑度及背景黑度（因硼錫元素不扣背景）.相板洗得太淺，則錫的結(jié)果偏高；相板洗得太深，致使硼元素因分子譜線的出現(xiàn)而疊加在硼分析線上，而使低含量結(jié)果偏高，高含量的結(jié)果拉不開，以至變化不明顯.

4）同一批次樣品的標準系列，標準監(jiān)控樣與樣品所使用的緩沖劑必須是同一批次配置的緩沖劑，以減少因緩沖劑引起的系統(tǒng)誤差.

5）在配置緩沖劑時，要注意清潔，盡量研磨均勻,磨細（焦硫酸鉀一定要磨細），以防止污染，或因內(nèi)標元素不均勻造成的結(jié)果不準確.

6）由于樣品中加入鉀、鈉含量很高，電極溫度低.電極的熱傳遞對電弧溫度的影響比較敏感，所以必須保持下電極從電極架到電極頭的距離一致.

5 實際應(yīng)用效果

本方法在2011年承擔了國土資源部立項的青海東昆侖西段大灶火-格爾木地區(qū)、青海不凍泉-卡巴紐爾多1∶25萬區(qū)域地球化學(xué)勘查樣品多元素分析銀、硼、錫的分析，2012年承擔了青海阿拉克湖-冬給措納湖地區(qū)1∶25萬區(qū)域化探樣品多元素分析及青海循化-化隆多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查中銀、硼、錫分析，證明此方法的準確度、精密度和報出率都符合規(guī)范要求［2］.上述幾家委托方也都認為地質(zhì)成圖的效果是好的，這一點也得到了中國地質(zhì)調(diào)查局質(zhì)量檢查專家組的認可，以上幾個圖幅都被評定為優(yōu)秀.

6 結(jié)語

綜上所述，多目標區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查已從單一的礦產(chǎn)普查和勘查擴展到包括礦產(chǎn)資源潛力評價、勘查、農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和國土規(guī)劃，以及衛(wèi)生部門地方病的研究等基礎(chǔ)性、公益性調(diào)查.因此對樣品的測試要求誤差小、精密度高、檢出限低.對于銀、硼、錫元素的檢測，因其樣品組成、光譜背景和前期處理的影響，發(fā)射光譜法達到測試要求有一定的難度，但是作為從事此項工作的人員可以從實際工作中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，認真總結(jié)，互相借鑒，共同進步.

［1］中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標準DD2005-01，多目標地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范1∶250000［S］.中國地質(zhì)調(diào)查局,2005.

［2］張勤.多目標地球化學(xué)填圖中的54種指標配套分析方案和分析質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)［J］.第四紀地質(zhì),2005,25（3）:292-297.

［3］巖石礦物分析編寫組.巖石礦物分析：第四分冊［M］.（4版），北京：地質(zhì)出版社,2011.

［4］張雪梅，張勤.發(fā)射光譜法測定勘查地球化學(xué)樣品中銀硼錫鉬鉛［J］.巖礦測試,2006,25（4）:323-326.

［5］張伊川.地質(zhì)化探樣品中銀的光譜測定［J］.光譜實驗室,2007,2（6）: 1067-1073.

［6］鄭瑞華.水平電極發(fā)射光譜法測定多目標生態(tài)地球化學(xué)土壤樣品中的銀［J］.福建分析測試,2007,16（3）:38-41.

［7］曹成東，魏軼，劉江斌.發(fā)射光譜法同時測定地球化學(xué)樣品中微量銀鈹硼錫鉍鉬［J］.巖礦測試,2010,29（4）:458-460.

XIN Wen-fang,LI Wei,WU Xiao-meng

Qinghai Center for Geology and Mineral Test and Application,Xining 810003,China

In order to determine the elements of Ag,B and Sn from the multi-purpose regional geochemical survey with emission spectrometry,we adopt the mixture of K2S2O7,NaF,Al2O3and carbon powder as solid buffer,Ge as internal standard,and blend the samples and buffers in the graphite electrode in a quality ratio of 1∶1.This paper analyzes and summarizes the problems raised in the test and puts forward countermeasures.The method has obtained good results in practices.

emission spectrometry;multi-purpose regional geochemical survey;Ag-B-Sn;analysis and summarization

2016-01-11；

2016-03-31.編輯：張哲．

辛文芳（1975—），女，工程師，從事光譜類微量分析工作，通信地址西寧市城西區(qū)鹽湖巷15號，E-mail//13997006795@163.com