地质样品的化学分析与样品保存方法

霍成玉（青海大学化工学院， 青海 西宁 810008）



地质样品的化学分析与样品保存方法

霍成玉（青海大学化工学院， 青海 西宁 810008）

摘要：随着我国科学技术水平的飞速发展，我国对地质的勘察也取得了巨大的进步。随着地质数据库的不断增加完善，对于地质样品的化学分析以及对样品的保存方法研究显得尤为重要。随着时代的进步，仪器分析技术也在飞速的发展，如今化学分析方法已经不再是分析技术的主流，但研究岩石学、矿物学等化学分析技术仍然是技术基础，所以本文主要目的是简要的概述地质分析技术的当前状况，把分析地质样品的化学分析与样品保存作为重点研究。

关键词：地质样品；化学分析；样品保存

1 地质分析技术概述

近年来随着地质实验测试工作不断深入与地质样品的多样化以及分析难度不断增加，我国化学分析水平也在不断进步提高。分析精度的增加也要求了分析技术的准确度与权威性。分析技术发展至今，对于技术方面的要求也已经非常规范。随着对能源矿产和环境地学的需求，从而加速了地质分析中分析技术的快速发展，分析主要就是检测分析样品中的元素，样品量也在逐渐加大。在我国化学技术刚起步阶段，对样品进行分析的技术人员通常以简单传统的分析为主，该分析方式称作岩矿分析。该分析技术也是我们在日常进行分析工作的基础，属于简单传统的分析方式，也是该学科学生在学习地质分析时最通俗易懂的课程，对化学分析的入门以及课程的不断研究深入有着极大的意义。随着科学技术手段的不断进步，化学分析技术的缺陷与发展局限性让该技术手段没有在被更加的深入研究。很多种仪器分析技术不断涌现在科学分析界，化学分析也失去了原有的地位。近几年来，我国科学技术水平更是有了质的飞跃，随着各个分析领域的发展，更具有现代的分析技术逐渐受到了科研人员的重视，其本身的高精准性，分析速度快，智能化，及实现无纸化操的便捷性让其得到了迅猛发展，如发展了X射线荧光技术、电感耦合等离子体发射光谱，在岩矿分析格局方面产生了很大的影响力，就目前整体社会需求来说，对地质分析的需求还在不断增加，所以对新的分析技术的开发以及就当前主流分析技术的不断完善与改进工作在整个科学分析领域还是尤为重要的，当今多元素仪器分析已经成为主角，其中包括对主元素和众多微量元素等分析。2006年9月，在北京召开了第六届国际地质和环境材料分析大会，这次会议的主题为“资源与环境材料的现代分析技术”，大会主要针对环境和地球。科学技术领域一直都在跟着国家方针政策做出调整，根据国家的发展方向来调整科研技术的改革与发展方向。国家对于环境污染越来越重视，治理环境污染是个长久的战略任务，需要社会各界积极配合，来为治理环境污染贡献自己的力量。现在无污染的绿色分析技术已经成为了科研领域的研究方向，在保证分析的精准性和权威性以外，还要降低对环境的污染。但是无论技术如何发展，其本质还是对地质样品进行分析，提高领域的整体水平。

2 在样品分析中的几种方法以及保管方式

2.1 磷及磷灰石分析

磷灰石是一系列磷酸盐矿物的总称，它们有很多种，按照杂质的不同可分为黄绿磷灰石、氟磷灰石等等。一般主要是产生于沉积岩石中，其次为变质岩和火成岩。在对这些岩石样品进行采集时要根据这些岩石的特性注意可能会发生的问题，例如在对样品采集时含有伴生素的现象。因为在这些样品中通常都会存在微量元素，如果采集的方法不正确那么就会影响到分析结果，导致地质勘察工作功亏一篑。

（1）试样的分解与分离：矿物中的磷总是成正磷酸盐形态。而这些岩石中的碳酸正盐以及其余的酸式盐会和其他的微量元素发生反应并且生成杂质存在于样品中，在分离杂质的过程中我们不但要分离杂质，而且也不能在样品中残留对分析结果有影响的其余物质，如果整体实验对分析结果精度要求较高，在对杂质进行分离完成后，应再次进行熔融灼烧提纯来确保分析结果的精确度，但实验过程中要注意的是灼烧一定不能在铂器皿中进行，这将造成磷的挥发，否则会影响到测定结果。

（2）测定：按照矿石的不同性质选取相应的方法，在基于4%～8%硝酸溶液中，磷酸根离子与钒酸铵及酸铵作用，生成可溶性的钼钒黄色络合物，通常情况下对于矿石都进行半熔，对于技术人员来说，操作简单速度快效率高，对实验器具的损害也较小，对于半熔不能处理的矿石可使用全熔来进行测定。

2.2 对硫、硫铁矿的处理测定分析

硫铁矿中文名称又称二硫化亚铁，性状：黄色立方晶体。硫是我们并不陌生一种非金属元素，常以游离态和化合态存在。以较广的范围分布，少量的存在于地球地壳中。在火山中通常都含有含硫化合物，而这些化合物多为矿物硫酸盐矿，有石膏、重晶石等。在煤炭中通常也含有少量的硫。在进行相关物质分析时要注意一些对人体有害物质的检测，因为硫矿物中多少都会含有有毒元素，对人体伤害极大，所以做好分析样品之前的准备工作尤为重要。在分析时我们应该把温度控制在60℃条件下，目的是为其尽量降低样品所处环境的含氧量，尽可能的去减少样品的氧化。样品还要进行烘干操作，以方便保存。

（1）对试样进行分解有以下主要的分解方法：①将样品进行半熔操作，以便将样品中大量的硅酸分离出去，但是唯一不足之处是会有锡影响实验结果。②用盐酸和硝酸分解试样，此法适用于分解硫化物矿物。③用硝酸-氯酸钾分解试样。

（2）分离方法：常用硫酸钡重量法进行分离。即先使硫全部氧化成溶性硫酸盐，然后在0.03-0.1盐酸溶液中用氯化钡使硫酸根沉淀。但是该方法不是常用分离方法，因为存在太多不确定因素，需要较高的实验环境而且对操作要求较高，出现误差的几率较大，而且是两个不同的误差，因为较大的不确定性也很难精确的通过误差去分析原因。所以目前在这方面的分离技术还有待完善和进一步研究。

2.3 硼及硼矿石分析

自然界中硼的分布比较广泛，以两种状态存在，而且用途广泛，涉及领域较广，可以用它来制造合金，主要存在于硼矿物中，针对该元素特有性质在分析应将温度控制到60℃，而且要对样品进行一定时间的干燥之后才能进行分析，当要对该样品全面分析时还要测定二氧化氮及氧化镁、水分以及灼烧减量等。具体做法如下。

（1） 试样的分解：我们通常利用过氧化氢强氧化性以及硼既溶于碱又溶于酸的性质，通过试验确定分解试样，待试样溶解完全，使其测定结果相符，虽然这种方法有其弊端，但又有方便性。

（2）试样的分离：分离方法可以使用同位素分离方法，可以使之与大部分元素分离。这需要精确的仪器

2.4 样品的贮存与保管

随着对地质勘察研究的不断深入，地质勘察样品种类和数量也在不断增多，对样品的保存也显得尤为重要，我们要以正确的方式进行保存以便于日后的研究分析使用。在分析技术不断进步的情况下，也要加强对样品保存方面的管理，整体提高地质样品分析水平。

（1）器具一定要干净干燥，选择硬度较高的玻璃器具并要结合各个样品的特有性质来进行保存。

（2）温度不宜过高，湿度应当适中。

（3）对于一些易吸收水分或易氧化的样品可以放到具有磨塞的储存器具中来保证绝对密闭。

（4）分析土壤中的有机氯样品，分析前应保存在-16℃冷冻箱中。

（5）分析土壤中的有机磷样品，采集后可在-15℃冷冻箱中保存3～6天。

（6）通风良好。

3 结语

地质分析技术发展至今已经实现了大的提升，地质样品的不断丰富也确定了分析技术在整个领域的重要性。当今，地质学家对地质分析技术也增加了重视程度，从而也对专业人才的水平提出了更高的要求，基础的地质分析技术是其必备的基本能力，因为无论什么时候，传统的技术坚决不能忽视，而作为分析技术最基本的就是传统的样品分析，只有不断的将传统知识与新文化结合，才可以加快岩石矿物分析理论的创新。

参考文献：

［1］张伟滨.我国地质样品保存与管理的现状及对策研究［J］.科学管理，2011，（1）.

［2］邱宏喜，熊立新，王达成，张亚峰.影响地质样品中金分析结果的因素［J］.黄金，2011，（9）.