化学仪器分析在现代岩矿分析技术中的应用

涂晓婧

（中国建筑材料工业地质勘查中心河南总队，河南信阳 464000）

在地质工作过程中，岩矿分析占据关键地位，可为开展找矿以及地质勘探工作提供扎实可靠的依据。由于岩矿成分较为复杂，需利用化学仪器分析的方式来开展检测，明确其中的成分，提升工作质量以及工作效率。本文分析岩矿分析技术内容，指出化学仪器分析在现代岩矿分析技术中的运用，以期为今后开展相关研究提供参考。

1 岩矿分析技术概述

1.1 岩矿分析技术的积极作用

随着我国城市化和工业化的不断推进，我国的经济发展水平有了进一步提高，工程建设的规模和数量也在不断增加，地质勘探的工作量也在不断增加，工作范围也在不断扩大，这就促使我国的岩石分析技术不断发展。由于岩石是在长期的地壳变化中形成的，其在矿物质含量以及成分上均具有较大的差异性，岩石中的矿物质成分不同，对岩石的性质也会造成较大的影响。而岩石分析技术可将岩石的成分构成进行精准分析以及明确，对其中化学成分以及矿物质含量也会进行分析，可收集矿物质的形成信息以及评价信息。在开展地质工作的过程中，岩矿分析技术十分常用，在提升地质工作效率的同时更带动我国经济和社会的不断发展，可有效促进岩石开发以及矿产开发工作顺利进行。而在岩矿分析技术中，地质勘查、矿石开采以及矿产冶炼等，均是其中重要组成部分[1]。

1.2 岩矿分析技术的特征

由于岩矿类型种类较多，不同种类的岩矿在化学成分种类以及含量上也有着明显差异性，尤其是在一些天然形成的物质中，岩石类矿产的含量以及种类较多，部分岩矿中含有的成分较为特殊。为明确岩矿中的化学成分，可利用化学仪器分析技术来对其中的成分进行分析，可有效提升化学实验等工作的进度以及质量。在岩矿分析的过程中，一般可对其中的化学成分进行有效检验。若需对成分的含量进行分析，需引入更为先进的检验技术以及分析技术来对其进行测定。与此同时，由于岩矿分析在特点上也存在较大的差异性，互相之间干扰性较强，在开展测定其化学成分含量的工作中需针对不同特征的岩矿选用不同的化学仪器分析技术，来提升其准确性。可选用分离富集的方式进行，借助现代化仪器来开展分析工作。由于岩矿分析技术的特点，工作人员在开展分析的过程中，需端正工作态度，严谨负责地开展工作，来提升岩矿分析水平[2]。

1.3 岩矿分析技术常用仪器

1.3.1 扫描电子显微镜

在开展岩矿分析技术中，扫描电子显微镜极为常用，其可对晶体矿物表面的形态以及结构进行扫描观察并分析，可为接下来开展工作打下坚实的基础。相较于其他种类的分析仪器，扫描电子显微镜可对块状岩矿物质进行测试，对于粉状岩矿物质也可进行检测。在利用电子显微镜放大之后，可为后续开展化验提供真实可靠的依据。而利用扫描电子显微镜放大之后的图像，在立体感上较强，经常被用来进行宝石或者玉石的鉴定工作，对矿物质氧化之后的形态也可进行放大研究。并且扫描电子显微镜在操作上较为简单，结果生成速度较快，且准确率较高，在开展岩矿分析工作中极为常用[3]。

1.3.2 透射电子显微镜

透射电子显微镜在开展岩矿分析中也较为常用，相较于传统光学显微镜，透射电子显微镜可将光学显微镜下无法看清的物质以及结构进行清晰显现，即使该物质结构小于0.2μm，属于超微结构或者亚显微结构，在透射电子显微镜下也可清晰观察。为更好地提升这些亚显微结构和超微结构的构成，可利用透射电子显微镜，在光源的选择上选用波长更短的光源，来提升透射电子显微镜的分辨率。由于透射电子显微镜的分辨率极高，放大倍数也较高，在应用到岩矿分析的过程中可用来研究矿石的塑性变形，岩石的矿物学特征以及矿石形成的晶体的分析，对于矿石风化的矿物变化，在开展机制研究的过程中，透射电子显微镜也极为常用，可将岩矿的变化程度以及变化过程进行还原，且准确度较高，能够帮助研究人员更好地了解岩矿可能在未来一段时间内出现的变化[4]。

1.3.3 X射线衍射仪

在开展岩石矿物分析的过程中，X射线衍射仪也较为常用，其工作原理是利用电磁波的穿透性来对岩石中的元素进行分析，由于不同的矿物质在属性上的差异性，其在反射波长上也存在较大的差异性。因此在开展矿物元素分析的过程中，仅需将特征X射线的各项数据与所得出的岩矿样本中的X射线衍射图谱进行比对，即可快速确定岩矿样品中矿物质成分以及含量。更可利用X射线衍射仪对岩矿中的颗粒进行分析，得出其在尺寸以及结构上的具体数据，在一些较为特殊的环境下，X射线衍射仪应用率极高，可提升岩矿分析效率，更提升其准确性[5]。

2 化学仪器分析在现代岩矿分析技术中的运用

2.1 检出限相对较低

在当下，在地质分类中，元素种类为33种。针对这33种元素，我国均设置出严格的检出限制。因此，在开展化学分析的过程中，需保证每一种元素均可达到ng/g 级别。同时，我国对于元素的报告率，也做出了硬性规定，含量数据需在90%之上。为更好地提升检出限，可在合理的基础之上适当提高所收集元素的含量，还可在开展分析的过程中选用灵敏度较高的器材来进行分析。而在实际开展分析的过程中，一般常用选择灵敏度更高的仪器来进行操作。相较于提高元素含量以及浓度，灵敏度较高的仪器在操作上更为便捷。当下，在F元素的检出限上，已经做到100μg/g，Sb元素的检出限达到 0.2μg/g、Ti元素的检出限达到 100μg/g，其他类别的元素，在检出限上也有所提高[6]。

2.2 精准度较高

在开展岩矿化学分析的过程中，我国对于精密度以及准确度也有着一定的要求。一般来说，在仪器精准度的要求上，需与国家标准相符合，可对12个不同类型的岩矿进行分析。以测试与分析岩石或者土壤成分为例，需在立足于相关标准的基础之上，结合化学仪器的操作要求，来计算其精准度，提升计算结果的准确性。在这一过程中，准确度需在13%以下，而精密度需在15%左右或小于15%。相较于传统岩矿分析技术，这一标准在具体实施的过程中对各方面要求较高，适用范围也较广，优势性较为明显。在我国，关于化学仪器在岩矿分析技术中的应用已经出台了明确规定，更配套完善出相关仪器以及分析方式。以X射线荧光法与离子体光谱法等为例，我国已经出台该项技术，并附其分析方式也进行了阐述，可对化学仪器分析技术的广泛普及和应用提供了参考标准。尽管不同的分析技术在配套分析方式上也存在一定的差异性。但从整体来看，无论哪种元素，在开展测定以及分析上均需要借助仪器来进行相关工作。这就使得明确规定岩矿样本检出标准和检出要求十分重要，可有效提升工作效率[7]。

2.3 质量控制较为严格

在对精准度做出严格要求的同时，对于岩矿分析技术中的质量控制也较为严格。在我国，已经出台明确规定，对实验室之外所开展的监测工作以及分析工作均需严格做好质量控制。例如元素化学控制以及样品检测合格率的控制等，均属于外部质量控制中的重要内容。而在内部质量控制中，其内容一般包括所选用的分析方案以及分析仪器，明确检出限的标准等也是开展内部质量控制的重要方式。而在质量控制的过程中，一级标准物质在内部监测的合格率需在99%以上，在报出率上也需在99%以上。而在原来的标准中，合格率在98%以上即可，而Au 的检测合格率也需大于90%以上。而在外部质量控制的过程中，所有元素的合格率均需在85%或者大于85%，最后的检测结果之间不能具有较大的差异性。一旦在开展质量控制的过程中，某一项环节和流程没有符合规定的标准，则在最后的验收工作中会存在较大问题。我国质量控制水平上处于世界领先地位，不仅有效提升了工作效率，更带动岩矿分析工作质量也得到明显提升[8]。

3 化学仪器分析在现代岩矿分析技术应用中的注意事项

3.1 做好现场测试工作

在开展岩矿分析的过程中，现场测试工作也是极为常见的一种方式，相较于其他测试方式，其具有较大的优势，集中表现为其可靠性以及准确性较高。在开展现场测试的过程中，可利用分光光度计来进行，全面分析该区域内的地质地貌情况，对其中的地质变化情况以及矿产开采情况等进行初步了解与分析，并利用分光光度计来进行测试工作。对区域内的物质溶液强度进行分区，在强度较高的区域采集分析样本，并带回实验室中开展进一步的检测工作。

3.2 引入先进检测分析技术

在开展岩矿分析的过程中，由于其涉及的环节和流程较多，再加上岩矿中的成分含量较为复杂，在开展分析的过程中可能对实验室环境以及实验室人员造成较大的伤害。为提升岩矿分析技术的有效性，最大限度地发挥岩矿分析的积极作用，需在开展岩矿分析的过程中积极引入先进检测分析技术，在保证分析质量和工作效率的同时更对实验室环境以及工作人员不造成任何伤害。在具体的实施过程中，在样本量的数量上，可选择在5g或者5g之上，这就使得样品在排列上整体保持在 250cm/g以下，在具有代表性的同时更保证对环境影响程度降到最低。而在化学分析溶液的选择上，保持样品排列低于 250cm/g以下还可使得酸的消耗量减少99%，更使得样品开展化学检测所需的时间减少，对于检测效率的提升也可起到重要的促进作用。对于降低试剂污染以及毒物污染也起到良好的促进作用[9]。

3.3 提升工作人员的专业水平

在开展岩矿分析工作的过程中，由于其涉及的专业知识较多，对工作人员的专业水平要求较高。为更好地提升岩矿分析质量，实验室需强化人才队伍建设，提升人员的专业水平和道德素养。在具体的实施过程中，实验室需在招聘的过程中实施准入制度，提升招聘门槛，选择工作经验丰富、理论知识扎实且实践能力较强的人员来开展相关岩矿分析工作。对于已有的人员，需加大培训力度，学习先进分析技术以及检测技术，更要注重提升其实践动手能力，来整体提升我国岩矿分析水平。更要改善实验室工作环境，优化各项配置，为开展岩矿分析工作打下坚实的基础，提升我国分析技术[10]。

3.4 优化分析流程

为提升岩矿分析工作的质量和效率，需在开展工作的过程中优化分析流程。在具体的实施过程中，首先需对岩矿物质的样本进行加工，鉴定其质量和资源，对其原始组成物质进行分析。然后可利用缩合或者破碎的方式来对样品进行取样，使样品达到分析化验要求的细度，才能在下一步中对样品进行进一步分解。在选定了岩矿样品之后，要进一步对岩矿样本进行具体的定性分析，利用化学分析和光谱分析法进行。当初步的定性分析完成以后，才能结合地质工作的实际选取正确的元素测定方法对岩矿物质进行全面测定。

4 结语

随着社会的不断发展，地质勘探以及矿产开发的重要性也不断凸显，这就对岩矿分析技术提出了更高要求。在岩矿分析技术中，化学仪器分析技术极为常用，可精准分析岩矿成分以及矿物质含量，为接下来开展相关研究提供可靠依据。在应用化学仪器分析技术中，其检出限较低、精准度较高且对质量控制要求较为严格。因此，在今后的发展中，需不断探索全新分析技术，来提升岩矿分析质量，保障我国地质勘探工作以及矿产开发工作得以顺利进行。