论文部分内容阅读
[摘 要]岩矿测试是以岩石、矿物为测试对象，它的目的是确定岩石或者矿物中的化学组成及有关组份在不同赋存状态下的含量，是地球科学应用中的重要组成部分。整体和微量分析技术主要包括射线荧光（XRF）技术、电感耦合等离子体发射光谱（1CPAES）技术、ICP—MS技术、中子活化分析技术、热电离质谱（TIMS）技术、加速器质谱计（AMS）等，在岩矿测试中综合运用整体和微量分析技术，以现代地球科学研究的需求为导向，以现代分析科学的飞速发展为依托，为我国的地质研究工作作出贡献。
[关键词]整体分析；微量分析；岩矿测试
中图分类号：P593 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0214-01
岩矿测试是以岩石、矿物为测试对象，它的目的是确定岩石或者矿物中的化学组成及有关组份在不同赋存状态下的含量，是地球科学应用中的重要组成部分，也是发展地质勘查事业和地质科学研究的技术支撑。整体和微量分析技术主要包括射线荧光（XRF）技术、电感耦合等离子体发射光谱（1CPAES）技术、ICP—MS技术、中子活化分析技术、热电离质谱（TIMS）技术、加速器质谱计（AMS）等，在岩矿测试中综合运用整体和微量分析技术，以现代地球科学研究的需求为导向，以现代分析科学的飞速发展为依托，为我国的地质研究工作作出贡献。
一、射线荧光（XRF）技术
射线荧光（XRF）技术解决了矿物中化学性质极为相似的Nb和Ta、Zr和HF及稀土分量的测定问题，是主、次量元素分析速度快、稳定性高、精确度高的多元素分析方法，是岩矿测试常使用的分析手段之一。例如，在超基性岩橄榄石和碳酸盐岩石测定中，运用射线荧光（XRF）技术可以进一步分析其中的主、次量元素，如Na、Mg、Al、Si等元素，精确度可与化学法相比。
二、ICPAES技术
电感耦合等离子体发射光谱（1CPAES）的分析过程主要分为三步，即激发、分光和检测，该技术的引入使多元素分析技术成为地质分析方法体系的主体，是岩矿测试中分析元素范围最广、含量跨度最大的多元素同时分析方法。
（一）激发
利用等离子体激发光源（ICP）使岩矿试样蒸发汽化， 离解或分解为原子状态，原子可能进一步电离成离子状态，原子及离子在光源中激发发光。
（二）分光
分光就是利用光谱仪器将光源发射的光分解为按波长排列的光谱。
（三）检测
利用光电器件检测光谱，按测定得到的光谱波长对岩矿试样进行定性分析，按发射光强度进行定量分析。
三、ICP—MS技术
ICP—MS技术被称为20世纪元素分析技术最重要的进展，是一种将ICP-MS的高温（7000K）电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的元素和同位素分析技术。在ICP-MS中，ICP作为质谱的高温离子源（7000K），样品在通道中进行蒸发、解离、原子化、电离等过程。离子通过样品锥接口和离子传输系统进入高真空的MS部分，MS部分为四极快速扫描质谱仪，通过高速顺序扫描分离测定所有离子，扫描元素质量数范围从6到260，并通过高速双通道分离后的离子进行检测，浓度线性动态范围达9个数量级从ppq到1000ppm直接测定。由于其高灵敏度和谱线相对简单，已经成为岩矿测试中痕量及超痕量元素（包括稀土和铂族元素）分析最强有力的工具。
四、中子活化分析技术
所谓中子活化分析是利用有一定能量和流强的中子、带电粒子或高能r光子去轰击待分析样品，使样品中核素产生核反应，生成具有放射性的核素，然后则测定放射性核素衰变时放出的瞬发辐射或缓发辐射，对元素作定性定量分析， 确定岩矿样品中的元素含量。在实际的岩矿测试中，专业人员通过进行统计分析，可以寻找岩矿的共同性和差异性，从而确定元素成分的演变、产地及矿源等。该技术曾是地质分析中最重要的痕量（特别是REE）元素分析手段，具有灵敏度高，准确度、精确度高的优点。ICPAES和ICPMS的出现取代了它的地位，但中子活化分析技术仍在特殊样品、特定元素分析、标样定值和取样误差研究中发挥着重要作用。
五、热电离质谱（TIMS）技术
热电离质谱（TIMS）技术是基于经分离纯化的试样在Re、Ta和Pt等高熔点的金属表面上通过高温加热产生热致电离的一门质谱技术，主要应用于地球与宇宙化学及地质年代学等领域的高精度同位素比值测定，也可用于原子量测定及高精度的同位素稀释分析。
六、加速器质谱计（AMS）
加速器质谱计（AMS）一是种分析微量核素和探测稀有粒子的新方法。与其它分析技术不同的是，AMS是一种直接记录原子个数的方法，可以测量非常低浓度的核素样品，而其它分析方法只能依靠一些特定的信息来获得被分析的核素。AMS的工作原理是把粒子加速到高能状态（n+MeV），打碎各类分子，采用粒子识别技术去除同质异位素，因此不需要等待被测定核素的蜕变，就可以直接计数其中存在的放射性原子数，如10Be，14C，26AL，36cl，129I等。AMS技术具有灵敏度高、消耗样品量少和可提高测试效率等优点。
七、结语
整体和微量分析技术在岩矿测试中的应用较为普遍，在未来也会有更大的发展前景。专业人员要不断地学习新技术，推动我国岩矿分析与测试技术更上一层楼，
参考文献
[1] 王毅民，王晓红 我国地质分析中X射线光谱技术的回顾与展望[J] 巖矿测试 2000（04）
[2] 杨春，黄宇营，何伟 同步辐射X射线荧光研究单个流体包裹体的进展[J] 核技术 2002（10） 17
[3] 冯增会，张展适 同位素质谱分析测试技术进展[J] 四川地质学报，2009（01）
参考文献
蒋常菊（1977-11），女，汉族，甘肃省榆中县人，青海省西宁市，本科，工程师，岩石矿物分析。
[关键词]整体分析；微量分析；岩矿测试
中图分类号：P593 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0214-01
岩矿测试是以岩石、矿物为测试对象，它的目的是确定岩石或者矿物中的化学组成及有关组份在不同赋存状态下的含量，是地球科学应用中的重要组成部分，也是发展地质勘查事业和地质科学研究的技术支撑。整体和微量分析技术主要包括射线荧光（XRF）技术、电感耦合等离子体发射光谱（1CPAES）技术、ICP—MS技术、中子活化分析技术、热电离质谱（TIMS）技术、加速器质谱计（AMS）等，在岩矿测试中综合运用整体和微量分析技术，以现代地球科学研究的需求为导向，以现代分析科学的飞速发展为依托，为我国的地质研究工作作出贡献。
一、射线荧光（XRF）技术
射线荧光（XRF）技术解决了矿物中化学性质极为相似的Nb和Ta、Zr和HF及稀土分量的测定问题，是主、次量元素分析速度快、稳定性高、精确度高的多元素分析方法，是岩矿测试常使用的分析手段之一。例如，在超基性岩橄榄石和碳酸盐岩石测定中，运用射线荧光（XRF）技术可以进一步分析其中的主、次量元素，如Na、Mg、Al、Si等元素，精确度可与化学法相比。
二、ICPAES技术
电感耦合等离子体发射光谱（1CPAES）的分析过程主要分为三步，即激发、分光和检测，该技术的引入使多元素分析技术成为地质分析方法体系的主体，是岩矿测试中分析元素范围最广、含量跨度最大的多元素同时分析方法。
（一）激发
利用等离子体激发光源（ICP）使岩矿试样蒸发汽化， 离解或分解为原子状态，原子可能进一步电离成离子状态，原子及离子在光源中激发发光。
（二）分光
分光就是利用光谱仪器将光源发射的光分解为按波长排列的光谱。
（三）检测
利用光电器件检测光谱，按测定得到的光谱波长对岩矿试样进行定性分析，按发射光强度进行定量分析。
三、ICP—MS技术
ICP—MS技术被称为20世纪元素分析技术最重要的进展，是一种将ICP-MS的高温（7000K）电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的元素和同位素分析技术。在ICP-MS中，ICP作为质谱的高温离子源（7000K），样品在通道中进行蒸发、解离、原子化、电离等过程。离子通过样品锥接口和离子传输系统进入高真空的MS部分，MS部分为四极快速扫描质谱仪，通过高速顺序扫描分离测定所有离子，扫描元素质量数范围从6到260，并通过高速双通道分离后的离子进行检测，浓度线性动态范围达9个数量级从ppq到1000ppm直接测定。由于其高灵敏度和谱线相对简单，已经成为岩矿测试中痕量及超痕量元素（包括稀土和铂族元素）分析最强有力的工具。
四、中子活化分析技术
所谓中子活化分析是利用有一定能量和流强的中子、带电粒子或高能r光子去轰击待分析样品，使样品中核素产生核反应，生成具有放射性的核素，然后则测定放射性核素衰变时放出的瞬发辐射或缓发辐射，对元素作定性定量分析， 确定岩矿样品中的元素含量。在实际的岩矿测试中，专业人员通过进行统计分析，可以寻找岩矿的共同性和差异性，从而确定元素成分的演变、产地及矿源等。该技术曾是地质分析中最重要的痕量（特别是REE）元素分析手段，具有灵敏度高，准确度、精确度高的优点。ICPAES和ICPMS的出现取代了它的地位，但中子活化分析技术仍在特殊样品、特定元素分析、标样定值和取样误差研究中发挥着重要作用。
五、热电离质谱（TIMS）技术
热电离质谱（TIMS）技术是基于经分离纯化的试样在Re、Ta和Pt等高熔点的金属表面上通过高温加热产生热致电离的一门质谱技术，主要应用于地球与宇宙化学及地质年代学等领域的高精度同位素比值测定，也可用于原子量测定及高精度的同位素稀释分析。
六、加速器质谱计（AMS）
加速器质谱计（AMS）一是种分析微量核素和探测稀有粒子的新方法。与其它分析技术不同的是，AMS是一种直接记录原子个数的方法，可以测量非常低浓度的核素样品，而其它分析方法只能依靠一些特定的信息来获得被分析的核素。AMS的工作原理是把粒子加速到高能状态（n+MeV），打碎各类分子，采用粒子识别技术去除同质异位素，因此不需要等待被测定核素的蜕变，就可以直接计数其中存在的放射性原子数，如10Be，14C，26AL，36cl，129I等。AMS技术具有灵敏度高、消耗样品量少和可提高测试效率等优点。
七、结语
整体和微量分析技术在岩矿测试中的应用较为普遍，在未来也会有更大的发展前景。专业人员要不断地学习新技术，推动我国岩矿分析与测试技术更上一层楼，
参考文献
[1] 王毅民，王晓红 我国地质分析中X射线光谱技术的回顾与展望[J] 巖矿测试 2000（04）
[2] 杨春，黄宇营，何伟 同步辐射X射线荧光研究单个流体包裹体的进展[J] 核技术 2002（10） 17
[3] 冯增会，张展适 同位素质谱分析测试技术进展[J] 四川地质学报，2009（01）
参考文献
蒋常菊（1977-11），女，汉族，甘肃省榆中县人，青海省西宁市，本科，工程师，岩石矿物分析。