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[摘 要]本文以四川理塘颇昂佐避地区为例，使用日本理学3080E型射线荧光光谱仪，样品制备采用粉末压片法，介绍了X荧光技术在地球化学勘查中的应用研究。工作现场利用X荧光测量水系沉积物样品的异常区，反映了含矿岩性矿（化）体的大致概况。实践证明， 数据分析结果可靠，完全满足区域化探要求，X荧光技术是一种快速、经济、有效的地球化学普查方法。
[关键词] X 射线荧光分析；应用；化探异常；水系沉积物
中图分类号：P622.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0260-01
引言
20 世纪80年代，随着计算机的发展和应用，原始数据的快速处理成为可能，X 射线荧光（XRF）分析逐渐成为一种比较成熟的、高精密度的快速成分分析手段，广泛应用在地质、冶金、环境、化工、材料等领域中，并在大规模地球化学勘查和国际地球化学填图的多元素分析中成为最快速、最经济的主导方法。直接使用粉末样品压片制样进行多元素测定，在区域地球化学勘查样品分析要求测定的39种元素中，XRF分析法测定其中的24种，且结果稳定可靠。本文以四川理塘铜、锡、铅、银异常查证为例，使用日本理学3080E XRF分析仪探讨XRF分析技术在地球化学勘查中的研究与化探领域的应用。
1 仪器与测量条件
日本理学3080E型X射线荧光光谱仪，X-射线管电压50kV，40mA。由于温度对分光晶体，特别是对轻元素分光晶体影响极大，室温要稳定在36.5 ℃，开机后恒温时间大于4 h。通常样品中Si 的含量较高，SiKα衰减1/3。
2 样品制备
XRF 光谱分析样品的制备主要有两种方法：粉末压片法和熔融法。熔融法是应用较多的一种制样方法，它较好地消除了颗粒度效应和矿物效应的影响。但熔融法的缺点是：因样品被熔剂稀释和吸收，使轻元素的测量强度减小；制样复杂，要花费大量时间；成本也较高。从各类文献来看，在进行化探样品分析时采取粉末压片制样的文章占了很大的比例。在实际化探样品的分析中，化探样品数量大，而且要求元素的检出限低，粉末压片法非常适合此类样品制样。具体制样方法：粒径不大于75μm 的试样首先在105℃烘6h～8h，冷却后放入干燥器中备用。称取试样的样品40～50g，放入模具内，拨平。用低压聚乙烯镶边垫底，在35t的压力下，压制成试样直径为32mm、镶边外径为40mm 的圆片，放入干燥器中待测[1]。
3 工作区位置及地质特征
測区地处川西北高原，位于甘孜藏族自治州理塘北西330°，方向约70km，距成都642km。该区为高原丘陵地貌，水系发育，气候寒冷，海拔4200 m～ 5200 m。居民以藏族游牧为主，经济落后。1989年，四川省地质矿产勘查开发局化探队进行了1∶200 000区域水系沉积物测量，在颇昂佐避圈定了Cu、Sn、Ag、Au、Mo、As、Pb、Zn等元素异常。同年化探队在该地区作了踏勘查证，发现有金、铜矿（化）现象。测区大地构造位于松潘～甘孜地槽褶皱系，毛垭坝地槽褶皱带上，甘孜理～塘深大断裂旁。主要地层出露有三叠系上统图姆沟组（T3t）和拉纳山组（T3l）。区内构造复杂，岩浆侵入活动频繁，岩体外接触带角岩化明显，并且高、中、温热液活动强烈，常见的围岩蚀变有：黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化等。据四川省地质局化探队1989年1∶200 000水系沉积物测量结果可知，在测区圈定了Cu、Sn、Ag、Pb、Au为主的多金属元素异常。异常元素组合为Cu、Sn、Ag、Pb、Au、As、Zn、Bi、W、Sb等，集高、中、低温热液成矿元素为一体。元素异常呈一定的水平分带，多为不规则状，与构造线总体方向大体一致[2]。
4 X荧光技术在地球化学勘查中的野外测量方法
在X荧光测量技术方面，首先对工作区内矿床形成的各种异常特征进行研究。根据1∶200 000水系沉积物成果圈定的异常选出靶区，进行水系沉积物加密测量。X荧光测量方法可采用野外现场直接进行测量，或者是采集样品后进行测量。X荧光仪器在野外测量时，限于各种条件无法完全加以控制，如受测量面不平整、样品不均匀、待测和非待测元素间密度差异大的影响，分析精确度、准确度较差。因此，当X荧光仪器探测下限不低于目标元素的区域背景值时，应采用先取样处理的方法。在详查阶段，为提高方法的灵敏度与检出限，完整准确地圈定矿化异常，要求先取样并对样品进行加工处理，然后在室内条件下进行测试，因为在室内各种影响因素对X荧光分析都可控制在尽可能小的范围内。X荧光测量方法应按照以下几个步骤进行。
（1）由于X荧光技术限于仪器的探测限等因素，不一定能应用于任何地区的矿产的勘查。因此，在一个地区开展X荧光普查工作前，应根据具体地质条件和X荧光仪器检出限来选择测量某个元素、还是测量某一组元素，应该先进行生产性实验，以便确定X荧光技术的有效性，找出最佳工作方案。
（2）野外采集样品应注意取样点分布均匀，每平方公里采样密度为4件～6件样品，采集一、二级化探水系样品。采样部位选择河床底部、河道岸边与水面接触处，水流变缓处、水流停泻处、河道转弯的内侧细粒物质聚积之处取样，避开村镇、交通要道口等污染物。现场采样方法采用“一点多坑法”，即采样点在水系上、下15m～30m范围内，选3～5处以上组合为一件样品。采集利于多种元素聚积的淤泥、粉砂和细砂。装样要求把沉积物上下的物质同时装入，避免漏掉下部重矿物部分。
（3）样品按化探样品加工，首先将野外采集的水样晒干，再把化探水系沉积物样品、土壤样品粉碎匀均过75目筛，均匀后样品用固定的样品杯装满压实。
（4）样品测量方法：采用直径为40 mm的硬铝做样品杯，用塑料环紧绷一层微米厚度的聚酯薄膜作为杯底。将样品装入杯中，用压样器压实，保证相同的装填密度。样品的饱和厚度与被测元素的原子序数有关，样品的饱和质量厚度MS可由下式计算
MS=5/（μ0+μK）[3]
式中μ0为样品对入射辐射的质量吸收系数；μK为样品对待测荧光谱线的质量吸收系数。一般取样品（μ0+μK）MS= 5～6作饱和厚度的标准，当质量厚度等于或大于饱和厚度时，探测到的荧光强度与样品厚度无关。能量较高的X射线（如SnKα，BaKα等）具有较大的饱和厚度，需装40g～50g矿粉才能达到饱和厚度。装好的试样放置在仪器的探测器窗口，测量时间选定6h，测量读取的透过、吸收滤光片差值计数为元素荧光强度读数，用以圈定异常，指导找矿。
结语
X荧光野外现场测量水系沉积物样，圈定了元素X荧光强度异常，缩小异常靶区，根据现场测量圈定异常，快速指导地表探槽工程布置，发现矿（化）体，为高寒山区环境条件下找矿，缩短找矿周期，提高找矿效率，提供了一种经济有效的方法。
参考文献
[1] 陶光仪.X 射线荧光光谱分析[M].分析试验室，1997，16（3）：94-100.
[2] 马光祖，梁国立.地质样品的 X 射线荧光光谱法分析[J].岩矿测试，1996，11（1-2）：37-43.
[3] 章晔. X射线荧光探矿技术[M].北京：地质出版社， 1984.
[关键词] X 射线荧光分析；应用；化探异常；水系沉积物
中图分类号：P622.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0260-01
引言
20 世纪80年代，随着计算机的发展和应用，原始数据的快速处理成为可能，X 射线荧光（XRF）分析逐渐成为一种比较成熟的、高精密度的快速成分分析手段，广泛应用在地质、冶金、环境、化工、材料等领域中，并在大规模地球化学勘查和国际地球化学填图的多元素分析中成为最快速、最经济的主导方法。直接使用粉末样品压片制样进行多元素测定，在区域地球化学勘查样品分析要求测定的39种元素中，XRF分析法测定其中的24种，且结果稳定可靠。本文以四川理塘铜、锡、铅、银异常查证为例，使用日本理学3080E XRF分析仪探讨XRF分析技术在地球化学勘查中的研究与化探领域的应用。
1 仪器与测量条件
日本理学3080E型X射线荧光光谱仪，X-射线管电压50kV，40mA。由于温度对分光晶体，特别是对轻元素分光晶体影响极大，室温要稳定在36.5 ℃，开机后恒温时间大于4 h。通常样品中Si 的含量较高，SiKα衰减1/3。
2 样品制备
XRF 光谱分析样品的制备主要有两种方法：粉末压片法和熔融法。熔融法是应用较多的一种制样方法，它较好地消除了颗粒度效应和矿物效应的影响。但熔融法的缺点是：因样品被熔剂稀释和吸收，使轻元素的测量强度减小；制样复杂，要花费大量时间；成本也较高。从各类文献来看，在进行化探样品分析时采取粉末压片制样的文章占了很大的比例。在实际化探样品的分析中，化探样品数量大，而且要求元素的检出限低，粉末压片法非常适合此类样品制样。具体制样方法：粒径不大于75μm 的试样首先在105℃烘6h～8h，冷却后放入干燥器中备用。称取试样的样品40～50g，放入模具内，拨平。用低压聚乙烯镶边垫底，在35t的压力下，压制成试样直径为32mm、镶边外径为40mm 的圆片，放入干燥器中待测[1]。
3 工作区位置及地质特征
測区地处川西北高原，位于甘孜藏族自治州理塘北西330°，方向约70km，距成都642km。该区为高原丘陵地貌，水系发育，气候寒冷，海拔4200 m～ 5200 m。居民以藏族游牧为主，经济落后。1989年，四川省地质矿产勘查开发局化探队进行了1∶200 000区域水系沉积物测量，在颇昂佐避圈定了Cu、Sn、Ag、Au、Mo、As、Pb、Zn等元素异常。同年化探队在该地区作了踏勘查证，发现有金、铜矿（化）现象。测区大地构造位于松潘～甘孜地槽褶皱系，毛垭坝地槽褶皱带上，甘孜理～塘深大断裂旁。主要地层出露有三叠系上统图姆沟组（T3t）和拉纳山组（T3l）。区内构造复杂，岩浆侵入活动频繁，岩体外接触带角岩化明显，并且高、中、温热液活动强烈，常见的围岩蚀变有：黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化等。据四川省地质局化探队1989年1∶200 000水系沉积物测量结果可知，在测区圈定了Cu、Sn、Ag、Pb、Au为主的多金属元素异常。异常元素组合为Cu、Sn、Ag、Pb、Au、As、Zn、Bi、W、Sb等，集高、中、低温热液成矿元素为一体。元素异常呈一定的水平分带，多为不规则状，与构造线总体方向大体一致[2]。
4 X荧光技术在地球化学勘查中的野外测量方法
在X荧光测量技术方面，首先对工作区内矿床形成的各种异常特征进行研究。根据1∶200 000水系沉积物成果圈定的异常选出靶区，进行水系沉积物加密测量。X荧光测量方法可采用野外现场直接进行测量，或者是采集样品后进行测量。X荧光仪器在野外测量时，限于各种条件无法完全加以控制，如受测量面不平整、样品不均匀、待测和非待测元素间密度差异大的影响，分析精确度、准确度较差。因此，当X荧光仪器探测下限不低于目标元素的区域背景值时，应采用先取样处理的方法。在详查阶段，为提高方法的灵敏度与检出限，完整准确地圈定矿化异常，要求先取样并对样品进行加工处理，然后在室内条件下进行测试，因为在室内各种影响因素对X荧光分析都可控制在尽可能小的范围内。X荧光测量方法应按照以下几个步骤进行。
（1）由于X荧光技术限于仪器的探测限等因素，不一定能应用于任何地区的矿产的勘查。因此，在一个地区开展X荧光普查工作前，应根据具体地质条件和X荧光仪器检出限来选择测量某个元素、还是测量某一组元素，应该先进行生产性实验，以便确定X荧光技术的有效性，找出最佳工作方案。
（2）野外采集样品应注意取样点分布均匀，每平方公里采样密度为4件～6件样品，采集一、二级化探水系样品。采样部位选择河床底部、河道岸边与水面接触处，水流变缓处、水流停泻处、河道转弯的内侧细粒物质聚积之处取样，避开村镇、交通要道口等污染物。现场采样方法采用“一点多坑法”，即采样点在水系上、下15m～30m范围内，选3～5处以上组合为一件样品。采集利于多种元素聚积的淤泥、粉砂和细砂。装样要求把沉积物上下的物质同时装入，避免漏掉下部重矿物部分。
（3）样品按化探样品加工，首先将野外采集的水样晒干，再把化探水系沉积物样品、土壤样品粉碎匀均过75目筛，均匀后样品用固定的样品杯装满压实。
（4）样品测量方法：采用直径为40 mm的硬铝做样品杯，用塑料环紧绷一层微米厚度的聚酯薄膜作为杯底。将样品装入杯中，用压样器压实，保证相同的装填密度。样品的饱和厚度与被测元素的原子序数有关，样品的饱和质量厚度MS可由下式计算
MS=5/（μ0+μK）[3]
式中μ0为样品对入射辐射的质量吸收系数；μK为样品对待测荧光谱线的质量吸收系数。一般取样品（μ0+μK）MS= 5～6作饱和厚度的标准，当质量厚度等于或大于饱和厚度时，探测到的荧光强度与样品厚度无关。能量较高的X射线（如SnKα，BaKα等）具有较大的饱和厚度，需装40g～50g矿粉才能达到饱和厚度。装好的试样放置在仪器的探测器窗口，测量时间选定6h，测量读取的透过、吸收滤光片差值计数为元素荧光强度读数，用以圈定异常，指导找矿。
结语
X荧光野外现场测量水系沉积物样，圈定了元素X荧光强度异常，缩小异常靶区，根据现场测量圈定异常，快速指导地表探槽工程布置，发现矿（化）体，为高寒山区环境条件下找矿，缩短找矿周期，提高找矿效率，提供了一种经济有效的方法。
参考文献
[1] 陶光仪.X 射线荧光光谱分析[M].分析试验室，1997，16（3）：94-100.
[2] 马光祖，梁国立.地质样品的 X 射线荧光光谱法分析[J].岩矿测试，1996，11（1-2）：37-43.
[3] 章晔. X射线荧光探矿技术[M].北京：地质出版社， 1984.