熔融法—波长X射线荧光光谱法测定硅酸盐岩石中16种主次成份量

摘要

硅酸盐岩石全分析百分总和不仅是分析工作者检查分析质量合格与否的有效措施，同时它为地学研究人员提供地质方面基础性、规律性等重要信息。准确分析硅酸盐岩石中十个主量成分SiO2、Al2O3、TFe2O3、CaO、MgO、K2O、TiO2、MnO、Na2O、P2O5是分析工作者极为关注的领域。近年来，由于波长色散 X 射线荧光光谱法（简称XRF法）具有熔样简单、多元素同时测量、测量结果准确等突出优势，已完全取代了传统化学分析方法。由于硅酸盐岩石种类繁多、基体复杂，为了保证分析结果的准确性，尽可能保证建立标准曲线的标准物质基体与实际样品基体一致，具体研究内容如下：　　（1）首先，XRF法测试样品前必须建立标准曲线，利用标准曲线分析样品结果的准确性严重依赖所应用的标准物质的标准值，所以建立标准曲线必须有合适的标准物质作为支撑。同时，波长色散X射线荧光光谱仪高度自动化、程序化，测试过程中，仪器的测试背景和脉冲高度分析器（PHD）的设置对分析结果准确性影响较大。因而，标准物质的选取与测量条件中背景和脉冲高度分析器（PHD）的设置非常重要。本文选取了国家权威单位研制的17个国家一级硅酸盐岩石作为标准物质，通过实验选择合理的背景设置条件，以便对硅酸盐岩石样品中的 16 个主次成份开展分析测试研究。　　（2）本文采用熔融XRF法测试硅酸盐样品，其中，熔融片的制备非常关键，其制备的好坏决定了分析结果准确、精密度的高低。本文选取Li2B4O7—LiBO2混合试剂为熔剂，通过实验研究了样品与熔剂稀释比例、氧化剂的选择、复杂样品的熔片质量等多个因素。结果表明，采用比例为12:22的四硼酸锂（Li2B4O7）—偏硼酸锂（LiBO2）为熔剂，熔剂与样品比例为10:1，硝酸锂（LiNO3）为氧化剂，溴化锂（LiBr）为脱模剂，可制备出高精度的玻璃熔片，熔融片透明、平整、均匀。利用该样品熔融片开展测定时，标准曲线经D﹒J模式理论α系数法校正基体效应，并校正了元素间谱线重叠，建立了测定硅酸盐岩石中SiO2、Al2O3、TFe2O3、CaO、MgO、K2O、TiO2、MnO、Na2O、P2O5、SO3、BaO、V2O5、Cr2O3、Sr、Zr等16种组分定量分析方法。　　（3）本文通过一系列测试条件选择和校正，分析国家硅酸盐岩石一级标准物质GBW07121、GBW07123，各元素的相对标准偏差（RSD）为0.06%～3.19%，分析不参加回归的国家硅酸盐岩石一级标准物质GBW07102、GBW07122、GBW07835，测试值与推荐值相符， 选取20件硅酸盐岩石样品与国土资源部地球化学勘查监督检测中心（国家级实验室计量认证）就十个主量成分分析结果比对，数据全部符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》（DZ/T0130—2006）要求，利用化学法测定烧失量和FeO含量，再进行百分加和结果全部满足《规范》中第1级:99.3%～100.7%标准。此外，由于低价态硫氧化不完全及高温熔融过程中SO42-中S的挥发，SO3含量测试没有取得满意结果，在今后工作中将是重点努力方向。

目录

声明

第一章 前言

1.1 岩石全分析及其重要意义

1.2 硅酸盐岩石分析技术发展历程

1.3 波长X射线荧光光谱法在硅酸盐岩石分析中的应用

1.4 论文研究的目的及意义

1.5 本论文的研究内容

1.6 本论文的创新点

第二章 标准物质的选取与测量条件中背景扣除和 PHD 的设置

2.1 引言

2.2 标准物质的选取及各组分含量范围

2.3 各元素测量条件

2.4 小结

第三章 样品熔融

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果及讨论

3.4 小结

第四章 基体效应和谱线重叠校正

4.1 引言

4.2 基体效应校正

4.3. 评价标准曲线参数

4.4. 校正后主次组分标准曲线

4.5. 仪器漂移的校正

4.6. 小结

第五章 检出限、精密度和准确度的验证

5.1 检出限

5.2 精密度

5.3 准确度

5.4 小结

第六章 结论及展望

结论

展望

附录：硕士期间论文发表情况

致谢

参考文献