X射线荧光分析在区域地球化学勘查样品分析中的应用

1 引 言

    20 世纪 80 年代，随着计算机的发展和应用，原始数据的快速处理成为可能，X 射线荧光（XRF）分析逐渐成为一种比较成熟的、高精密度的快速成分分析手段，广泛应用在地质、冶金、环境、化工、材料等领域中，并在大规模地球化学勘探 和国际地球化学填图的多元素分析中成为最快速、最经济的主导方法。直接使用粉末样品压片制样进行多元素测定，在区域地球化学勘查样品分析要求测定的 39种元素中，XRF 分析法测定其中的 24 种，且结果稳定可靠。本文以日本理学 3080E XRF 分析仪为例探讨 XRF 分析技术在地球化学研究与化探领域的应用。

2 仪器与测量条件

    日本理学 3080E 型 X 射线荧光光谱仪，X-射线管电压 50 kV，40 mA。由于温度对分光晶体，特别是对轻元素分光晶体影响极大，室温要稳定在36.5 ℃，开机后恒温时间大于 4 h。各分析元素的测量条件在程序上的设定见表 1，通常样品中 Si 的含量较高，Si Kα 衰减 1/3。

3 样品制备

    XRF 光谱分析样品的制备主要有两种方法：粉末压片法和熔融法。熔融法是应用较多的一种制样方法，它较好地消除了颗粒度效应和矿物效应的影响。但熔融法的缺点 是：因样品被熔剂稀释和吸收，使轻元素的测量强度减小；制样复杂，要花费大量时间；成本也较高。从各类文献来看，在进行化探样品分析时采取粉末压片制样的 文章占了很大的比例。在实际化探样品的分析中，化探样品数量大，而且要求元素的检出限低，粉末压片法非常适合此类样品制样。

    具体制样方法：粒径不大于 75 μm 的试样首先在 105℃烘 6h～8h，冷却后放入干燥器中备用。称取试样的样品 2.5g，放入模具内，拨平。用低压聚乙烯镶边垫底，在 35t 的压力下，压制成试样直径为 32mm、镶边外径为 40mm 的圆片，放入干燥器中待测。

4 标准样品

    X 射线荧光分析是一种相对分析，标准样品的制备直接影响分析的准确度。应选用组分与区域地球化学样品的组分大致相同的物质，粉末压片法的标样来源主要有 3 个：（1） 用其他方法分析试样；（2） 在成分已知的标样中加入某些成分；（3） 人工合成。经过多年研究，在实际工作中，选用国家一级标准 物 质 GBW 07401～GBW 07408 和 GBW 07423～GBW 07430（土壤）、GBW 07301～GBW 07312（水系沉积物）为校准样品，GBW 07103～GBW 07114（岩石）为标准样品。用于制作分析标准曲线的标准样品系列覆盖了化探样品要求的含量范围（见表 2），这套标准样品使得表 1 中所列 24 种元素形成既有一定含量范围又有适当梯度的标准系列（见表 2）。标准样品的制样方法和普通试样一样。按表 1 所列分析条件测量并绘制标准曲线。