劉向東

吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局研究所，吉林 長春 130012

地球化學是研究化學元素在礦物、巖石、土壤、水和大氣圈中的分布和質(zhì)量分數(shù)以及這些元素在自然界的轉(zhuǎn)移規(guī)律?？辈榈厍蚧瘜W是地球化學在地質(zhì)找礦工作中的具體運用，目前地球化學調(diào)查已成為地質(zhì)勘查的重要組成部分，地球化學調(diào)查主要采用巖石、土壤、水系沉積物、水化學、生物（植被）、氣體等地球化學調(diào)查方法，當前廣泛應用的是巖石、土壤、水系沉積物三種地球化學調(diào)查方法。

地球化學樣品的特點一是樣品數(shù)量大，分析項目多、元素質(zhì)量分數(shù)變化范圍大，為了了解待測特征元素的空間分布規(guī)律，地球化學找礦工作需在測區(qū)地表及地下工程內(nèi)系統(tǒng)采集樣品。一個中等規(guī)模礦床的化探工作，通常采集數(shù)以千計的樣品；二是分析項目多地球化學找礦工作中需要了解指示元素特征，查明其分帶性以及研究異常形成的有關(guān)問題，因此，每個樣品一般要測定十幾種到幾十種元素；三是樣品中元素含量低，變化范圍大化探樣品中指示元素含量通常很低，多屬微量或超微量，但有的樣品中元素含量可達到工業(yè)品位，因而元素含量的變化范圍也是十分大的，可達幾個數(shù)量級。

隨著我國地球化學調(diào)查工作的發(fā)展，中國地調(diào)局于2003 建立了區(qū)域地球化學勘查樣品57 種元素29 種標準分析方法，擬定了6 個配套方案，提出了內(nèi)標質(zhì)量控制與外部質(zhì)量控制相結(jié)合的質(zhì)量控制方法，建立了統(tǒng)一的全國控制標準，制定了全國通用的標準控制樣品，實行全國統(tǒng)一監(jiān)控，有效地改善和提高了地球化學調(diào)查樣品分析的正確性和可靠性。但是地調(diào)局在制定分析方法、標準樣品的制備及質(zhì)量監(jiān)控環(huán)節(jié)中，忽略了地球化學勘查樣品的礦化對測試結(jié)果的影響，由于礦化樣品中的某種元素的質(zhì)量分數(shù)已達到工業(yè)品位，對其他元素的測試產(chǎn)生干擾，采用常規(guī)的分析方法得到的結(jié)果與樣品真實值相差甚遠，且質(zhì)量監(jiān)控采用的標準樣品監(jiān)控失效。我們實驗室在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市八間房1∶5 萬區(qū)域地質(zhì)勘查調(diào)查樣品的檢測過程中，由于樣品含鈣量高，原子吸收光譜法測鉛產(chǎn)生了干擾，測試結(jié)果遠遠高于真實值。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

（1）iCAP6300 等離子體發(fā)射光譜儀，美國Thermo Fisher 公司，波長220.353 nm 射頻功率1 150 W 載氣流量一般 輔助氣流量0.5 L/min 等離子氣流量0.5 L/min 觀測高度12.0 mm。

（2）GGX-600 原子吸收光譜儀，北京科創(chuàng)海光儀器有限公司，負高壓PMT（V）282；波長283.3 nm；燈電流5 mA, 光譜帶寬0.2 nm，乙炔流量1.5 L/min，空氣流量5.0 L/min。

（3）儀器工作條件：美國熱電公司POEMS 3型等離子質(zhì)譜儀，RF 發(fā)射功率1 150 W，冷卻氣流量（Ar）15 L/min，輔助氣流量1.0 L/min，霧化氣流量0.8～0.95 L/min，進樣泵速100 n/min，進樣沖洗時間20 s，分辨率100 μm，單個元素積分時間0.5 s,掃描方式： 跳峰，波長208，內(nèi)標元素Rh。

1.2 樣品的制備

稱取 0.200 0 g 樣品于 50 mL 的聚四氟乙烯坩堝中，加入1 滴管硝酸蒸干（土壤樣品有機物含量高的情況下，加硝酸進行消解），加入15 mL HCl- HFHNO3混合酸（1+2+1）放置過夜, 2 mLHClO4,將聚四氟乙烯坩堝放置于 240 ℃ 的電熱板蒸至 HClO4白煙冒盡，加入2 mL HNO3（1+5）,在電熱板上微熱至溶液清亮 ，用約 5 mL 去離子水沖洗杯壁 ，將溶液轉(zhuǎn)入 10 mL 比色管中 ，用去離子水稀釋至刻度搖勻 ，放置澄清。進行原子吸收和等離子發(fā)射光譜儀測試；分取1.0 mL，于聚乙烯試管中，用HNO3（3+97）稀釋至10.0 mL，搖勻后進行等離子質(zhì)譜儀測試。

2 結(jié)果與討論

由于樣品礦化，樣品中鈣的含量大于80%，用原子吸收光譜儀、等離子發(fā)射光譜儀、等離子質(zhì)譜儀分別測鉛的含量，等離子發(fā)射光譜儀與等離子質(zhì)譜儀測試結(jié)果極為接近，而原子吸收光譜儀的測試結(jié)果嚴重偏離。測試結(jié)果見表1。

表1 三種測試方法測得樣品中鉛的質(zhì)量分數(shù)結(jié)果Table 1 Mass fraction results of lead in samples by three test methods×10-6

為了進一步驗證樣品中鈣含量高是否對原子吸收測試鉛產(chǎn)生干擾，我們采用了廊坊物化探研究所研制的合成灰?guī)r光譜分析標準物質(zhì)CESE Ⅱ-1 到CESE Ⅱ-8 采用相同的方法進行驗證，灰?guī)r系列基體由純凈石灰石于適量的硅酸鹽人工基體混合配制而成，基體成分為：CaCO3∶85% 、MgCO3∶8%、SiO2∶5.2%、Al2O3∶1.1%、Fe2O3∶ 0.3%、K2SO4∶0.2%、Na2SO4∶0.2%。從表2 的測試結(jié)果可以證實，高含量的鈣對原子吸收光譜法測量鉛產(chǎn)生干擾，隨著鉛含量的增加，干擾逐漸減小。

表2 合成灰?guī)r光譜分析標準物質(zhì)的鉛含量、原子吸收光譜儀和等離子發(fā)射光譜儀測試結(jié)果Table 2 Lead content of standard substance by synthesis limestone spectrum analysis, test results of atomic absorption spectrometer and plasma emission spectrometer×10-6

3 結(jié)論

地球化學樣品中通常分析方法對分析對象默認了主量元素和微量元素的大致的量，很少考慮到樣品礦化情況，也缺少礦化的標準物質(zhì)進行日常質(zhì)量監(jiān)控，因此對礦化的樣品，在質(zhì)量參數(shù)均合格的情況下，誤報、漏報的風險極大，因此內(nèi)檢分析和異常抽查分析應盡量采用與基本分析不同的分析方法，規(guī)避誤報、漏報的風險。

[1] 葉家瑜，江寶林.區(qū)域地球化學勘查樣品分析方法[M].北京：地質(zhì)出版社，2004：46-57.

[2] DZ/T 0130-2006，地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范[S].

[3] DZ/T 011-91,地球化學普查規(guī)范[S].