应用激光诱导离解光谱自由定标法测定黄金首饰成分初探

利用激光诱导离解光谱自由定标法对一系列高纯度黄金样品进行定量分析与研究,初步证明了将此方法应用于黄金首饰成分测定的可行性。采用波长1 064nm的Nd∶YAG脉冲激光器激发黄金样品,波长范围为200～760nm的4CCD光纤光谱仪采集发射光谱,对Au元素质量分数范围为85.0%～99.6%的6件黄金标准样品进行激光诱导离解光谱测试。对所得黄金样品光谱中的Au,Cu,Ag三种元素分别选择合适的原子（离子）谱线代入自由定标法模型,通过所得参数拟合得到了所有元素原子（离子）的二维波尔兹曼平面曲线,并以此为基础进行元素的质量分数计算。激光诱导离解光谱自由定标法定量分析黄金样品中Au元素的质量分数与标准值的相对误差〈3%。     

古代玻璃材料LA-ICP-MS组分分析及产源研究

古代玻璃及玻璃质材料的定量分析对于研究其制作年代及产地、原料的来源以及制作工艺有着重要的参考意义。与电子探针(EMPA)、能谱扫描-电子显微镜(EDX-SEM)等分析方法相比,LA-ICP-MS能够快速且准确地提供样品主次量及微量元素信息。本文对LA-ICP-MS古代玻璃元素定量分析中的影响因素进行研究认为:在193nm激光下玻璃标准NIST610和康宁玻璃标准之间基体差异造成的影响较小,而采用玻璃标准NIST610为外标结合基体归一化法的校正策略测定康宁标准结果表明,该策略能够准确反映不同类型古代玻璃材料中成分组成;实验中不同剥蚀模式的研究,有助于不同实验条件的建立,从而满足不同研究的需要。本次研究对出土样品进行了分析,为该制品的产源研究提供了数据支持。     

铅玻璃充填碧玺初探

利用常规宝石学测试、X射线荧光光谱仪（XRF）、激光诱导离解光谱仪（LIBS）、电子探针（EPMA）对近来在珠宝市场上的铅玻璃充填碧玺样品进行测试与分析,旨在探讨其鉴定特征。结果表明,该铅玻璃充填样品的充填特征不明显,与传统的有机物充填处理方法不同;X射线荧光光谱和激光诱导离解光谱的测试结果显示,该铅玻璃充填碧玺样品具有明显的Pb峰。铅玻璃充填碧玺样品中充填物的电子探针二次电子像及背散射电子像特征,可作为碧玺样品是否经过了铅玻璃充填的诊断性依据,其充填物的化学成分主要为Si和Pb,呈不规则斑块状分布于裂隙中。     

反射定标板污染对典型月球矿物定量分析影响的研究

悬浮月尘存在污染月表就位光谱仪反射定标板的可能。文中工作模拟并分析了近红外光谱仪反射定标板在无污染、受轻度和重度污染情况下对模拟月壤矿物混合物光谱指纹特征及定量分析模型预测精确度的影响。结果表明：以受污定标板为参比的月壤矿物混合物反射光谱在反射率和指纹特征上均异于无污染样品,且污染越重差异越大;用无污染光谱数据建立的偏最小二乘(PLS)定量分析模型,预测受污样品时其预测精确度显著降低;采用受污后光谱数据重建PLS模型会在一定程度上能提高受污样品的预测准确度。该研究和获得的结论,在星表光学载荷的设计、数据校正以及定量分析模型预测能力评估等方面具有一定的指导意义。     

矿物激光显微光谱分析方法的探讨

在激光显微光谱分析问世20多年来,国内外很多学者对激光显微光谱的定性和半定量分析方法作了大量的研究工作。但是,在对物质的微成分进行精确的定量分析方面,却遇到了较大的困难,特别是岩矿样品定量分析的精密度和准确度还难以达到常规发射光谱定量分析的水平。这主要是由于激光输出能量的稳定性、标样的均匀性及其与试样的相似性、激光蒸     

激光拉曼快速标定花岗质玻璃的水含量

水是地球深部重要的挥发分,准确获得硅酸盐熔体中水的含量及分布有助于深入理解挥发分的循环以及岩浆的分异和演化。相对于红外光谱、二次离子质谱和电子探针,拉曼光谱对水含量的测量具有精度高、范围广、空间分辨率高、样品准备简单等优点,可成为快速测量玻璃或熔体包裹体水含量的一种常规便捷方法。本研究在合成制备不同成分和水含量的花岗质玻璃样品基础上,使用电子探针、傅里叶红外光谱和高分辨共聚焦显微激光拉曼等技术手段对该批样品进行了成分及水含量测试和标定,并探索了激光拉曼分析花岗质玻璃水含量的最佳条件。红外光谱采用4500和5200 cm^-1的吸收峰计算样品中的水含量,结果表明合成花岗质玻璃样品的含水量为0.01%～7.68%;拉曼光谱采用2800～4000cm^-1的峰进行水含量的分析,结果显示532nm激光条件下,激光功率30mW、积分时间40s所获得的峰面积与红外光谱的水含量结果呈现良好的线性相关关系。线性拟合结果表明,激光拉曼分析方法适用于含水量>1%的花岗质玻璃样品,相对误差小于10%。因此,激光拉曼分析可以作为一种玻璃样品水含量测试的快速便捷方法...     

一种翡翠的仿制品透辉石微晶玻璃的宝石学特征

针对市场上出现的一种外观酷似翡翠的透辉石微晶玻璃,利用常规宝石学检测仪器、X射线粉末衍射和红外光谱等测试方法,对该材料样品的宝石学特征、物相组成及谱学特征进行了初步研究。结果显示,在宝石显微镜下透辉石微晶玻璃显示特征的放射状晶花,具球晶结构;X射线粉末衍射分析表明,其主要物相为透辉石和玻璃质;红外光谱分析显示,该样品的谱学特征与翡翠的红外光谱有较大的差异。     

偏振能量色散X射线荧光光谱法测定硫化物矿石中的铜铅锌

X射线荧光光谱法用于分析矿石主成分的常规制样方法有粉末压片法与玻璃熔融法,但分析硫含量高的地质样品时,前者存在矿物效应和粒度效应问题、后者可能腐蚀贵金属坩埚。为满足矿产勘查的需要,急需一种适应于硫化物矿石主成分分析的制样方法。本文建立了一种硝酸+氢氟酸封闭消解试样,标准溶液校准,偏振能量色散X射线荧光光谱(PE-EDXRF)同时测定硫化物样品中铜、铅、锌三种元素的分析方法。用GBW 07162~GBW 07168等7种矿石国家一级标准物质进行精密度和准确度实验。结果表明,当样品中铜、铅、锌元素含量大于1%时,几乎所有样品中的铜、铅、锌元素的精密度(RSD,n=6)优于5%,检测结果与标准值一致性良好。本方法通过样品消解、直接液体进样等技术的应用,消除了粒度效应和矿物效应等基体效应对分析结果的影响,解决了因缺乏基体匹配的标准物质而造成的含量校准的问题,使PE-EDXRF技术可以在硫化物矿石分析中得到比较方便的应用。这种分析方法为实验室矿石分析提供了新手段,也为野外现场PE-EDXRF分析高矿化度样品提供了新途径。     

低稀释比制样技术与多类型地质样品X射线荧光分析方法研究

研究制定了在X射线荧光光谱分析中适用于多类型地质样品的低稀释比制样技术。确定了四硼酸锂和偏硼酸锂混合试剂作为熔剂，使用m样品:m熔剂=1:3的稀释比制样，对4种不同种类的地质材料进行了实验，并采用基本参数法和理论α系数法校正基体效应，得到了准确度较高的定量分析结果。     

微量相X射线衍射定量分析的一种简便方法

阐述了关于微量相X射线衍射定量分析的一种简便方法———近似线性关系法,它适用于二相体系(或基体吸收系数基本恒定的多相体系)材料中微量相的定量分析。该方法不需要在待测样品中加入参考物相,分析时仅需对一条衍射线进行测定,因而分析时间很短,其测定结果与实际含量的相对误差为-10.2%～ 21.4%,与外标法和内标法的测量结果的精度相当。     

Comparison of Fused Glass Beads and Pressed Powder Pellets for the Quantitative Measurement of Al,Fe, Si and Ti in Bauxite by Laser‐Induced Breakdown Spectroscopy

Due to matrix interference and sample particle size effects, some of the most important and difficult issues in laser‐induced breakdown spectroscopy (LIBS) analysis are the calibration and quantitative measurement of a complex matrix. This study proposes the use of borate fusion as an alternative sample preparation procedure for the quantitative measurement of Al, Fe, Si and Ti in bauxite by LIBS. Analytical calibration curves were made using bauxite certified reference materials (CRM), and the precision and accuracy of the methods were evaluated by analysing an additional bauxite CRM, using two different approaches: pressed powder pellets and fused glass beads. The borate fusion method was the most suitable sample preparation technique, since particle size effects and matrix interference could be minimised, obtaining better linearity on the analytical calibration curves (r²), and more accurate and more precise results for bauxite analysis.     

SIMS测定玻璃固化样品中铀分布的分析方法研究

玻璃固化是一种常用的高放废液固化方法,其优点在于具有较高的抗化学介质侵蚀的能力和很好的辐照稳定性、热稳定性和机械稳定性,其不足之处在于抗水浸出等性能有所下降而使其安全性需要进一步通过抗浸出实验来进行衡量和确认。使用二次离子质谱(SIMS)分析玻璃固化体中的放射性成分(如铀元素)的分布及浸出行为等各项指标,是一种评估玻璃固化体抗浸出性能的分析手段。本文应用SIMS测试模拟玻璃固化体,以碳作为镀膜材料通过真空蒸发镀碳的方法优化样品制备条件,有效地解决了样品导电性差的问题,~(235)U/~(238)U同位素测定结果约为7.9‰±0.395‰,基本符合制作模拟样品时所使用的天然铀的同位素特征(~(235)U/~(238)U参考值约7.3‰)。研究表明,建立的方法实现了铀元素同位素丰度的测量,能直接显示铀的分布情况,该方法可为研究玻璃固化体中放射性元素的浸出行为提供一定的技术支持。     

An Innovative Approach to Meteorite Analysis by Laser‐Induced Breakdown Spectroscopy

An innovative approach of double pulse laser‐induced breakdown spectroscopy (DP‐LIBS) coupled with optical microscopy was applied to the characterisation and quantitative analysis of the Agoudal iron meteorite in bulk sample and in petrographic thin section. Qualitative analysis identified the elements Ca, Co, Fe, Ga, Li and Ni in the thin section and the whole meteorite. Two different methods, calibration‐free LIBS and one‐point calibration LIBS, were used as complementary methodologies for quantitative LIBS analysis. The elemental composition data obtained by LIBS were in good agreement with the compositional analyses obtained by traditional methods generally applied for the analysis of meteorites, such as ICP‐MS and EDS‐SEM. Besides the recognised advantages of LIBS over traditional techniques, including versatility, minimal destructivity, lack of waste production, low operating costs, rapidity of analysis, availability of transportable or portable systems, etc., additional advantages of this technique in the analysis of meteorites are precision and accuracy, sensitivity to low atomic number elements such as Li and the capacity to detect and quantify Co contents that cannot be obtained by EDS‐SEM.     

Natural Obsidian Glass as an External Accuracy Reference Material in Laser Ablation‐Inductively Coupled Plasma‐Mass Spectrometry

Compared with solution ICP‐MS, LA‐ICP‐MS studies have thus far reported comparatively few external reference data for accuracy estimates of experiments. This is largely the result of a paucity of available reference materials of natural composition. Here, we report an evaluation of natural glass (obsidian) as an inexpensive and widely available external reference material. The homogeneity of over forty elements in six different obsidian samples was assessed by LA‐ICP‐MS. Accuracy was tested with two obsidian samples that were fully characterised by electron probe microanalysis and solution ICP‐MS. Laser ablation experiments were performed with a variety of ablation parameters (fluence, spot sizes, ablation repetition rates) and calibration approaches (natural vs. synthetic reference materials, and different internal standard elements) to determine the best practice for obsidian analysis. Furthermore, the samples were analysed using two different laser wavelengths (193 nm and 213 nm) to compare the effect of potential ablation‐related phenomena (e.g., fractionation). Our data indicate that ablation with fluences larger than 6 J cm^?2 and repetition rates of 5 or 10 Hz resulted in the most accurate results. Furthermore, synthetic NIST SRM 611 and 612 glasses worked better as reference materials compared with lower SiO₂ content reference materials (e.g., BHVO‐2G or GOR128‐G). The very similar SiO₂ content of the NIST SRM glasses and obsidian (i.e., matrix and compositional match) seems to be the first‐order control on the ablation behaviour and, hence, the accuracy of the data. The use of different internal standard elements for the quantification of the obsidian data showed that Si and Na yielded accurate results for most elements. Nevertheless, for the analysis of samples with high SiO₂ concentrations, it is recommended to use Si as the internal standard because it can be more precisely determined by electron probe microanalysis. At the scale of typical LA analyses, the six obsidian samples proved to be surprisingly homogenous. Analyses with a spot size of 80 μm resulted in relative standard deviations (% RSD) better than 8% for all but the most depleted elements (e.g., Sc, V, Ni, Cr, Cu, Cd) in these evolved glasses. The combined characteristics render obsidian a suitable, inexpensive and widely available, external quality‐control material in LA‐ICP‐MS analysis for many applications. Moreover, obsidian glass is suited for tuning purposes, and well‐characterised obsidian could even be used as a matrix‐matched reference material for a considerable number of elements in studies of samples with high SiO₂ contents.     

X射线荧光光谱法测定高锶高钡的硅酸盐样品中主量元素

用百分总和检查硅酸盐岩石全分析数据的质量是分析工作者的传统做法,但对于微量元素含量较高的样品,采用X射线荧光光谱法(XRF)进行测定,如果不考虑微量元素的含量及其对主量元素基体效应的影响,往往会使主量元素含量更加偏离真实值。本文针对Sr、Ba含量较高的硅酸盐样品,通过人工配制标准样品,扩大了Sr、Ba校准曲线的定量范围,主量元素校准中加入Sr、Ba的基体校正系数,达到了主量元素定量更加准确可靠的实际效果。采用此方法分析国家标准物质,各主量元素的精密度(RSD)均小于2%;分析不参加回归的标准物质和人工配制的标准样品,主量元素的测量值与标准值(或参考值)基本一致。该方法可以满足硅酸盐的测定要求,主量元素各项结果的加和能够达到《地质矿产实验室测试质量管理规范》的一级标准(99.3%～100.7%)。     

辉光放电质谱应用和定量分析

辉光放电质谱(GDMS)是利用辉光放电源作为离子源的一种无机质谱方法。GDMS采用固体进样,样品准备过程简单、分析速度快、基体效应小、线性范围宽,是痕量分析的一种重要分析手段,在国外已经成为高纯金属和半导体分析的行业标准方法。GDMS可以进行深度分析,选择合适的放电条件,可以在样品表面获得平底坑,深度分辨率可以满足对微米量级的层状样品进行测量。目前商业化的GDMS都是直流放电源,这些仪器需要用第二阴极法或混合法才能对非导电材料进行测量,从而限制了GDMS在非导体材料分析方面的应用。GDMS放电源和单接收方式并不能满足同位素丰度精确测量的要求,在精确度要求不高的情况下,GDMS在固体样品同位素丰度的快速测量方面还是有一定的应用价值。文章总结了近几年国内外GDMS在各领域的应用进展和定量分析技术发展方向。GDMS已经成为一种高纯导电材料分析的重要方法;在深度分析、非导电材料分析、固体同位素丰度快速测量中有一定的应用前景。在定量测量方面,由于受到基体、测量条件等影响因素较多,缺乏合适的基体匹配的标准物质用于校正,GDMS主要停留在定性和半定量分析阶段。目前,国外已有关于GDMS定量分析的报道,采用掺杂的方法合成校正样品,利用一系列校正样品获得的标准曲线实现定量分析,这种方法过程较为复杂,但可以获得较好的定量分析结果,是一种不错的校正方法。     

能量色散X射线荧光光谱法测定钼矿石中钼铅铁铜

建立了能量色散X射线荧光光谱法测定钼矿石中钼、铅、铁、铜的方法,讨论了粒度效应、矿物效应的影响因素,确定了采取粉末样品,用系列标准样品建立工作曲线,通过元素间相互校正消除基体效应,用内控标准样品考察了方法的精密度(RSD,n=11)为0.44%～15.4%。实际样品的测定结果和化学法相符,可满足日常分析工作需要。     

高温熔融研制岩石标准玻璃方法初步研究:以玄武岩为例

探索了利用高温炉合成玄武岩玻璃制作原位微区主微量元素含量分析的标准物质的实验条件.选取玄武岩标准物质GBW07105(GSR-3)进行高温熔融、淬火实验研究,获得玄武岩玻璃,为合成其他地质样品微区分析标准参考物质的研制提供了参考方法.用激光剥蚀-四极杆等离子体质谱(LA-Q-ICPMS)对样品微区46个主元素和微量元素...     

熔融玻璃片制样-X射线荧光光谱测定页岩中主量元素

熔融片法制样,用X射线荧光光谱法测定页岩样品中硅、铝、铁、钙、钾、镁、钠7个主量元素,以页岩、岩石、水系沉积物、土壤国家一级标准物质作为校准样品,使用理论α系数和经验系数相结合的方法校正基体效应。方法精密度(RSD,n=12)≤1.50%。分析结果与化学法进行对照基本一致。     

Determination of Trace Elements in the Quartz Reference Material UNS-SpS and in Natural Quartz Samples by ICP-MS

A procedure for the digestion and analysis of quartz samples was developed to measure trace element concentrations in natural quartz. The certified glass sand reference material UNS-SpS was chosen to assess the precision, accuracy and detection limit of the analytical method. Quartz was digested with HF/HNO₃ in a closed glassy carbon vessel and analysed by means of quadrupole ICP-MS with external calibration. Analyte concentrations of the sand UNS-SpS were compared with certified and other values from the literature. The abundances of a number of elements (Pr, Gd, Ho and Er) in the reference material are reported here for the first time. The procedure was then applied to three quartz samples from different geological settings to show that trace element data by ICP-MS can distinguish the origin of the sample.