发射光谱法测多目标区域地球化学调查中银、硼、锡三元素的分析总结

辛文芳，李 伟，邬晓蒙

青海省地质矿产测试应用中心，青海西宁810003

发射光谱法测多目标区域地球化学调查中银、硼、锡三元素的分析总结

辛文芳，李 伟，邬晓蒙

青海省地质矿产测试应用中心，青海西宁810003

以K2S2O7、NaF、Al2O3和碳粉的混合物为固体缓冲剂，Ge为内标，样品和缓冲剂以质量比为1∶1的比例混匀后装入石墨电极中，通过发射光谱法测多目标区域地球化学调查中银、硼、锡三元素的含量.对存在的问题进行了分析总结，并提出解决办法.该方法在实际应用中取得良好效果.

发射光谱法；多目标区域地球化学调查；银-硼-锡；分析总结

0 前言

多目标区域地球化学调查是针对第四纪覆盖区开展的基础性调查工作［1］，主要目标包括基础地质、资源潜力与生态环境等几个方面.多目标区域地球化学调查采取严格的样品测试质量监控体系，获取元素高质量、高精度地球化学数据信息，绘制各类地球化学图集，系统展示我国重要地区地球化学分布和分布规律，查明元素地球化学分布、分配特征，对发现重要异常进行查证，为各个领域利用提供基础资源.它的检测数据不仅要成图，还要在省内、地区、全国拼图，这无疑对从事此项工作的人员是一次考验.为使前后图幅能无缝拼接，我们必须认真总结经验，互相学习.

银（Ag）硼（B）锡（Sn）在1∶20万化探扫面中是非常重要的元素，在多目标生态地球化学调查样品中也是不可缺少的分析元素.因此，这3种元素测定结果的准确度和精密度具有十分重要的意义.在多目标生态地球化学调查样品分析的54种元素中，以电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、X射线荧光光谱法（XRF）、电感耦合等离子体光学发射光谱法（ICP-OES）等具有同时测定多种元素能力的大型仪器为主体，综合其他多种专用分析仪器组成先进的54种指标配套分析方案［2-3］.其中发射光谱法测多目标生态地球化学调查样品中的银、硼、锡3种元素，以电弧为光源的发射光谱法分析地球化学样品中银、硼、锡的方法已有报道［3-7］.由于该方法流程长，操作繁琐，易污染，故其准确度、精密度、检出限难以达到规范要求，但是目前还没有更好的方法可以替代.本文通过对多目标地球化学调查中大量实际成图样品的分析，总结关于发射光谱法测多目标生态地球化学调查样品中的银、硼、锡的实际经验，以期对同行有借鉴作用.

1 方法概述

试样以K2S2O7、NaF、Al2O3和碳粉混合物作为缓冲剂，锗（Ge）作为内标元素.试样和缓冲剂以质量比1∶1的比例混匀后装入石墨电极中，样品装入两根石墨电极中，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；于平面光栅摄谱仪上以平头石墨电极为上电极，样品电极为下电极，用垂直电极进行两次重叠摄谱（截取曝光）；谱板经过暗室显影、定影处理后在GBZ-Ⅱ型自动测微光度仪测量各元素谱线黑度，并自动扣除分析线和内标线各自的背景黑度；根据相对黑度的高低采用内标法，利用计算机自动拟合校准曲线并计算得到试样中银、硼、锡的含量.

2 仪器及条件

1）WP1一米平面光栅摄谱仪（北京瑞利分析仪器公司）.光源为交流电弧，光谱通带0.3 nm，光栅刻线1200条/mm，中心波长290 nm，三透镜照明系统，中间光栏5 mm，狭缝宽度7 μm，高1 mm.光源：WJD型交直流电弧发生器，前置稳压电源.交流电弧：4 A起弧预曝光，5 s后升至14 A，保持30 s正常曝光，一共35 s，两根电极重叠摄谱.

2）GBZ-Ⅱ型自动测微光度仪.狭缝18 μm，峰高6 mm.对谱板按元素相应的谱线进行测量.实验方法选择的银、硼、锡3种元素的分析线对、检出限及测定范围见表1.

3）光谱纯缓冲剂按K2S2O7+NaF+Al2O3+C+GeO2= 23+20+45+12+0.007的质量比例混合研磨均匀（据中国地质科学院廊坊物化探研究所）.

表1 元素的分析线对、检出限及测定范围

3 质量总结

1）存在问题：严格的讲，该方法无法满足多目标质量要求，但目前还没有更好的方法替代.从成图情况看没有多大的问题，但是个别外部检控样中较高含量的银略有偏低现象，低含量（检出限附近）的银略偏高.

2）在检测过程中，硼的精密度不如银、锡，是系统误差造成的.

4 分析及解决方法

1）尽可能专机专用，操作间与别的样品分开，防止银元素的污染，减少误差.样品必须磨匀装紧，否则会降低摄谱的重现性.

2）摄谱过程中，注意弧焰变化，防止分子谱线出现，并且样品的粒度要在理想的状态下，应该在0.074 mm以下，否则会延长硼元素的蒸馏和激发过程，影响硼元素的测定.

3）注意洗相板的黑度.银元素的内标线 Ge（303.9 nm）的黑度控制在110左右，硼、锡元素的内标线Ge（271.07 nm）的黑度控制在80左右，这样一方面尽可能地减少相板之间因黑度差异引起的系统误差，另一方面兼顾硼、锡元素谱线的黑度及背景黑度（因硼锡元素不扣背景）.相板洗得太浅，则锡的结果偏高；相板洗得太深，致使硼元素因分子谱线的出现而叠加在硼分析线上，而使低含量结果偏高，高含量的结果拉不开，以至变化不明显.

4）同一批次样品的标准系列，标准监控样与样品所使用的缓冲剂必须是同一批次配置的缓冲剂，以减少因缓冲剂引起的系统误差.

5）在配置缓冲剂时，要注意清洁，尽量研磨均匀,磨细（焦硫酸钾一定要磨细），以防止污染，或因内标元素不均匀造成的结果不准确.

6）由于样品中加入钾、钠含量很高，电极温度低.电极的热传递对电弧温度的影响比较敏感，所以必须保持下电极从电极架到电极头的距离一致.

5 实际应用效果

本方法在2011年承担了国土资源部立项的青海东昆仑西段大灶火-格尔木地区、青海不冻泉-卡巴纽尔多1∶25万区域地球化学勘查样品多元素分析银、硼、锡的分析，2012年承担了青海阿拉克湖-冬给措纳湖地区1∶25万区域化探样品多元素分析及青海循化-化隆多目标区域地球化学调查中银、硼、锡分析，证明此方法的准确度、精密度和报出率都符合规范要求［2］.上述几家委托方也都认为地质成图的效果是好的，这一点也得到了中国地质调查局质量检查专家组的认可，以上几个图幅都被评定为优秀.

6 结语

综上所述，多目标区域地球化学调查已从单一的矿产普查和勘查扩展到包括矿产资源潜力评价、勘查、农业土壤调查、环境地质调查和国土规划，以及卫生部门地方病的研究等基础性、公益性调查.因此对样品的测试要求误差小、精密度高、检出限低.对于银、硼、锡元素的检测，因其样品组成、光谱背景和前期处理的影响，发射光谱法达到测试要求有一定的难度，但是作为从事此项工作的人员可以从实际工作中吸取经验教训，认真总结，互相借鉴，共同进步.

［1］中国地质调查局地质调查技术标准DD2005-01，多目标地球化学调查规范1∶250000［S］.中国地质调查局,2005.

［2］张勤.多目标地球化学填图中的54种指标配套分析方案和分析质量监控系统［J］.第四纪地质,2005,25（3）:292-297.

［3］岩石矿物分析编写组.岩石矿物分析：第四分册［M］.（4版），北京：地质出版社,2011.

［4］张雪梅，张勤.发射光谱法测定勘查地球化学样品中银硼锡钼铅［J］.岩矿测试,2006,25（4）:323-326.

［5］张伊川.地质化探样品中银的光谱测定［J］.光谱实验室,2007,2（6）: 1067-1073.

［6］郑瑞华.水平电极发射光谱法测定多目标生态地球化学土壤样品中的银［J］.福建分析测试,2007,16（3）:38-41.

［7］曹成东，魏轶，刘江斌.发射光谱法同时测定地球化学样品中微量银铍硼锡铋钼［J］.岩矿测试,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.编辑：张哲．

辛文芳（1975—），女，工程师，从事光谱类微量分析工作，通信地址西宁市城西区盐湖巷15号，E-mail//13997006795@163.com