高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪特性研究及地质样品中主微量元素分析

高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪由于其高能特性为包括重金属和稀土元素在内的原子序数较大的重元素分析带来了新的契机。本文应用高能偏振X射线荧光光谱仪（HE-P-EDXRF）建立了土壤、岩石和水系沉积物中主微量元素分析方法,对分析线的选择、谱线重叠干扰校正及基体校正模式等进行了探讨,并用不确定度对方法进行了评估。研究表明：①原子序数较大的微量元素选取Kα线作为分析线,谱线重叠干扰较少,有利于获得谱峰净强度,甚至La、Ce和Nd等稀土元素也能够准确测定;②合适的基体校正方法能够改善标准曲线拟合效果;③微量元素Ba和稀土元素La、Ce等,HE-P-EDXRF方法检出限具有明显优势,而对于轻元素WDXRF方法检出限更低;④检验样本除Na₂O、MgO、P和Sm外平均相对误差均在15%以下,微量元素相对平均误差在2.40%~16.3%之间,除Cu和Yb外其余微量元素准确度结果显著优于WDXRF;⑤根据欧盟和国际上不确定度的评估方法,除V和Th外,其他微量元素与有证标准物质的认定值间不存在显著性差异。综合来看,本方法更适用于分析岩石、土壤和沉积物等常规地质样品中的微量和稀土元素,解决了此类样品中微量元素对ICP-MS等需复杂化学前处理的分析方法的依赖。     

地质样品X射线荧光分析中的背景相关曲线及其应用

采用粉末压片-X射线荧光法,测量了水系沉积物、土壤、岩石等国家一级标准物质。对用LiF(200)晶体在20.70°～48.00°衍射角(2θ)得到的X射线背景数据进行了研究。以30.97°和25.70°(2θ)为参考背景角度,进行了背景曲线的幂函数拟合,背景相对强度的拟合回代值与实测值的相对误差小于2.6%,多数小于1%。利用该拟合函数,可以计算出20.70°～48.00°内任意两个角度下的背景比值(背景系数)。因此,实验中可以根据情况选取合适的公共背景角度,并用拟合函数计算各元素谱峰角度处的背景系数。可采用公共背景法的元素数为13个左右,适当延长公共背景点的测量时间,可以降低背景的统计涨落。     

岩石样品中某些微量元素的X射线荧光光谱测定

本文研究了以粉末样品直接压片,铑靶X光管的康普顿散射线作内标和背景的扣除,测定地质样品中微量铌、锆、钇、铷、锶、铀、铜和锌等元素的X射线光谱分析方法。本法具有制备样品简便快速、扣除背景简易准确以及能较好地克服基体效应、方法检测限较低(<2ppm)等优点。方法的精密度与准确度符合分析误差要求。因而本法是测定岩石样品中微量元素的一种简便快速且又较为准确的分析方法。     

基于X射线荧光光谱法测定常见生物样品中常量和微量元素

基于大米、小麦、玉米等23种国家生物成分系列标准物质,探讨了X射线荧光光谱法在常见生物样品中常量和微量元素测定中的应用。在对各待测元素的激发电流电压、分析线、背景位置、干扰谱线、分析晶体、准直器、探测器和脉冲高度分布等条件进行分析的基础上,采用粉末压片法制样,基于回归曲线法和康普顿散射线内标法求取各待测元素的标准曲线常数、元素间吸收效应的影响系数和谱重叠系数。结果表明:国家生物成分系列标准物质具有足够宽的含量范围和适当的含量梯度,基本能覆盖常见生物样品中各元素的含量范围。方法检出限能够保证测定结果的有效性,测量精密度为2.62%～14.79%,且标准物质各元素的测定值与标准值基本相符。方法具有简便、灵敏和准确的特点,能够满足分析的需求。     

月岩（70017-291）的质子激发X射线分析

Apollo-17 mare basalt (70017-291) was quantitatively analyzed for Ca, Ti, Cr,In, Fe, etc. by proton-exciting X-ray analysis technique. A comparison of the analytical results with those determined on Apollo-11 and Apollo-12 mare basalt samples.     

X射线荧光光谱法直接测定地质样品中多种痕量元素

采用低压聚乙烯镶边垫底的粉末压饼法制样,Ｘ射线荧光光谱法直接测定了地质样品中痕量元素Ａｓ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｙ、Ｃｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃｏ和Ｐｂ。讨论了背景校正、谱线重叠校正、基体效应校正和仪器漂移校正等问题。利用理论α系数代替经验系数,使方法具有较高的准确度和较低的检出限。所测１１个元素的检出限在（０．３０～２．０２）×１０－６水平,精度（ＲＳＤ,ｎ＝１１）在０．９５％～１３．０％。方法经国家一级标准物质分析验证,结果与标准值相符。     

扩展康普顿散射校正法X射线荧光测定地质样品中17个微量元素

本文通过对Reynolds(1963,1967)方法的简化和改进开发了一个可测定地质样品中多种微量元素的快速而有效的方法,对样品中的铁含量进行了吸收校正从而克服了样品质量吸收系数变化不一致性的影响。通过大量标样的计算机回归分析得到了一组校正方程,将X射线强度直接转换为含量。对大部分被分析元素的分析误差为10—30％。     

X射线荧光光谱法分析地质样品的应用技巧

X射线荧光光谱法(XRF)具有制样简单、绿色环保、可同时测定多个元素等特点,被广泛应用于勘查地球化学分析领域中,其中粉末压片XRF是快速经济的主导方法。然而在大批量实际样品测试中,如果分析者选择测量条件不当或者校正标准曲线不合理,就会导致测量结果的粗大误差甚至测出不合逻辑的数据。本文对地质样品中的主要元素在测试中容易出现的技术问题作一具体分析:以钒元素为例,用实验说明探测器的选择对于测量结果的重要性,采用SC探测器可将V Kα线与Ti Kβ线分开,而采用SC+PC探测器两元素的谱线发生重叠;以硅酸盐中铁元素为例,描述了不同的回归标准曲线对测量结果的影响;对地质样品中低含量铌、钽的测定,标准曲线要根据实际情况合理回归,并将测试后的样品与化学方法对照,结果相符。同时提出了硅酸盐、碳酸盐等地质样品的测量问题。对于土壤、水系沉积物、岩石地质样品,一些元素之间会产生相互干扰,以常见的造岩元素钛为例,用实验证明铝和铁对钛的谱线确实有增强和吸收效应;对于常见的碳酸盐类样品,氯和铬的测量要考虑氧化钙的吸收增强效应,必须添加氧化钙作为其吸收增强校正项,才能保证测量结果可靠。针对硫元素的测定,除了受到硫赋存状态的影响,样品污染问题也是影响因素之一,需要避免空气、实验室环境以及分析过程中对样品的污染。本文针对一些典型元素XRF分析提出的具体测量方案,应用于实际地质样品测试可以获得满意的效果。     

地质样品中稀土总量的X射线荧光分析法测定

本文研究了稀土元素Ｃｅ的质量分数ｗＣｅ与由Ｃｅ至Ｌｕ１２元素质量分数之和ｗ１２（Ｎｄ除外）间的关系，发现ｗＣｅ和ｗ１２间存在明显一致的线性相关性。回归ｗ１２－ＩＣｅ标准工作曲线，实现了ｗ１２的直接测定。方法采用直接粉末压片制样，光谱仪测定ｗＣｅ，ｗＬａ，ｗＮｄ，ｗＹ，ｗ１２参数条件实现与稀土总量的转换。按本法对标准物质进行单项测定，结果令人满意     

单向聚束质子激发X射线研究超导材料合成中的重力效应

采用质子激发Ｘ射线（ＰＩＸＥ）分析技术,以能量为２．０ＭｅＶ的质子束为激发源,利用单元四极磁透镜对带电粒子束的单向聚束本领,对超导材料样品ＣａＳｒ２Ｂｉ２Ｃｕ２Ｏ８进行了扫描ＰＩＸＥ分析,获得了其中元素Ｘ射线强度的垂向分布数据。在没有质子数数据参数的情况下,针对这种样品组成已知的特殊性,采用了内标迭代定量分析方法,获得了各元素的垂向浓度分布结果。强度和浓度数据均表明,元素Ｃａ主要分布在样品的顶部表层,证明人们关于超导材料合成过程中存在重力效应影响的推断是正确的。     

能量色散X射线荧光光谱法现场测定地质样品中20种元素

为提高矿产勘查效率, 缩短异常查证周期, 野外现场快速测定地质样品具有现实意义. 本文采用能量色散X射线荧光光谱技术, 开展地质样品中Cu、Pb、Zn等20种元素的现场测定方法研究, 并对方法的不确定度进行了评估. 通过方法性能验证, 地质样品中各元素的质控指标均符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130-2006)的要求. 方法的不确定度评估对比结果进一步验证了方法的可靠性. 实际样品的现场测试结果与实验室内的测试结果相符, 证明了该方法对于异常查证、提高地球化学勘查效率的适用性, 能够满足野外现场快速批量测定地质样品中Cu、Pb、Zn等20种元素的要求.     

不同成矿机理和地质环境下形成的软玉的化学成分特征

利用外束质子激发X射线荧光(PIXE)分析技术对国内外软玉进行主量和微量元素测定,并分析软玉在化学成分上存在的差异与玉矿成矿机理和地质环境之间的关系。软玉依据成矿机理不同可以分为2种类型:第一种类型的软玉由花岗闪长岩和白云石大理岩接触交代而形成,主要化学成分偏向于透闪石,但是少数样品受地质环境影响会变为阳起石;第二种类型的软玉由镁橄榄石与中-低温热液交代作用而成的蛇纹岩再同围岩(大理石或白云石)接触交代蚀变而形成,主要化学成分接近甚至已转化为阳起石。第二种类型的软玉比第一种类型的软玉含有更多的Cr、Co、Ni等过渡金属元素。两种类型玉石的微量元素含量上的差异可为主要成分为软玉的中国古代玉器的玉料来源判定提供科学参考。     

同步辐射X射线荧光分析在矿物微量元素研究中的应用

矿物成分的主元素分析开展的较早 ,但是 ,对矿物中微量元素的分布及其规律性研究及测试工作基本上处于探索性阶段。元素的Ｘ射线荧光辐射 (ＳＲＸＲＦ)是研究原子物理的基本方法 ,已被用于元素成分的半定量测定。该技术允许材料对微区微量元素的测试。运用ＳＲＸＲＦ分析开展矿物微区微量元素的测试分析 ,目的在于获取矿物的生长、微量元素的聚集、演化及其与矿物中主元素的关系等的地球化学信息以及它们所反映的矿物生长过程中的物理化学条件 ,探索ＳＲＸＲＦ技术在地质中的应用 ,提高在这方面的研究程度。我们运用ＳＲＸＲＦ技术对内蒙古…     

地质样品痕量氯溴和硫的X射线荧光光谱法测定

报道了粉末压样－X射线荧光光谱法测定地质样品中痕量Cl、Br、S的分析方法。采用水系沉积物、岩石和土壤等国家一级标准物质进行校准。实验表明，对于不同岩性样品中Br的分析，特别是当Br的含量低于2μg/g时，采用谱峰强度（未扣除背景）与背景强度的比进行校准所得到的结果，明显优于铑靶线的Compton散射线内标法，分析精度（RSD,n=6)为2.4%-15.3%，大多数优于10％；平均值的相对误差低于24％。对于Cl的分析，只需对Ca的影响加以校正即可得到非常好的结果；不同样品中Cl的分析精度（RSD，n=6)为2.1%-13.6%，大多数优于5％；平均值的相对误差不大于25％，多数优于10％。S的校准曲线的离散性较大，矿物学效应是影响S分析准确度的主要因素，其分析精度（RSD,n=6)为0.87%-5.6%，除个别样品外，平均值的相对误差优于36％。Cl和S均存在分析结果随测量时间（次数）的增加而增高的现象，必须在制样后立即测量。方法的检出限（μg/g)Br、Cl、S分别为0．43、5．8和2．2。     

X射线荧光光谱法同时测定地质样品中铌钽锆铪铈镓钪铀等稀有元素

采用粉末压片法制样,选用标准样品,以经验α系数和散射线内标法校正基体效应和元素谱线重叠干扰,使用ZSXPrimusⅡX射线荧光光谱仪对一般地质样品中的铌、钽、锆、铪、铈、镓、钪、铀等稀有元素进行测定,分析结果与标准值和参考值吻合,12次测定的相对标准偏差(RSD)小于10%。     

金刚石中微量元素的同步辐射X射线荧光分析

利用同步辐射X射线荧光技术,对人工合成金刚石以及产自山东、辽宁、湖南的天然金刚石进行了微量元素的测试分析。结果表明,在合成金刚石中,检测到了第四周期的元素(除As、Ge、Kr和Br外)和Pb;其中Fe、Co、Ni相对含量高,可能是合成时触媒的混入引起的。天然金刚石中检测到的微量元素有Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、W、Au和Pb,但相对含量比合成金刚石中相应的微量元素相对含量低。不同产地的天然金刚石中的微量元素种类及含量存在差异,反映了金刚石地幔生长环境的不同及岩浆对金刚石生长过程的影响。     

聚类分析法在地质样品分类中的应用研究

概述聚类分析及原理,通过题示内容的研究,包括测试样品,标准化数据,分类,获得适宜的样品聚类分析方法及建立了方法软件。该研究实验表明,采用聚类分析法对地质样品进行分类,效果较好。为开展Ｘ荧光定量分析及建立模式识别专家系统奠定了基础。     

双沟蛇绿岩中地幔交代作用的质子微探针研究

采用空间分辨率高和高灵敏度的质子微探针和微束ＰＩＸＥ技术，测定地幔流体结晶后各组成矿物的微量元素组成及其在不同矿物内的分布状况。对云南双沟蛇绿岩中存在的地幔交代作用进行的研究结果表明，由地幔流体结晶而成的矿物（单斜辉石、尖晶石、石榴石、绿泥石），其微量元素组成与分布特征受地幔交代作用过程的控制。这对于进一步探讨双沟地幔交代作用过程中微量元素的地球化学行为很有意义