閆玉濤
內(nèi)蒙古赤峰地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,內(nèi)蒙古赤峰 024000
近幾年,國內(nèi)地質(zhì)分析技術(shù)受到國際地質(zhì)分析技術(shù)的影響,其取得了很到的進(jìn)展,隨著大型設(shè)備的使用,巖礦分析技術(shù)也隨之有了很大的進(jìn)展,目前已發(fā)展到一個新局面,其成就可概括為一下幾點。
隨著現(xiàn)代大型多元素分析儀器的引進(jìn)和推廣,痕量和超痕量新技術(shù)新方法的研究取得了很大的進(jìn)展,主要表現(xiàn)在XRF、ICP-AES、ICP-MS 等方面。比如,在“十五”期間,我國地質(zhì)實驗測試中心和地質(zhì)研究所已能夠測定地球化學(xué)樣本中的76種元素、開發(fā)了痕量和超痕量分析的新技術(shù)。在XRF、ICPAES、ICP-MS 等大型多元素分析技術(shù)的基礎(chǔ)上,建立了測定地質(zhì)樣品中鉑族元素的分析方法、測定稀土中25 個元素分析方法、測定地質(zhì)中陰離子和陽離子的分析新方法等等。不斷擴(kuò)大了測定元素的種類,而且分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度都極大地提高了,同時簡化了分析的過程,提高了巖礦分析的工作效率。
現(xiàn)代多元素分析技術(shù)諸如高靈敏度和精密度的ICP-AES 和ICP-MS 分析技術(shù)與傳統(tǒng)化學(xué)分析技術(shù)的聯(lián)用,能夠測得更多的元素,同時也提高了分析效率。
國家地質(zhì)實驗測試中心研發(fā)了3 個土壤和沉積物中13 個微量元素順序提取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),這一系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)增加了我國形態(tài)分析所可以使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),為重金屬順序提取形態(tài)分析技術(shù)以及質(zhì)量監(jiān)控打下了基礎(chǔ),也為制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2006 年,國家地質(zhì)實驗測試中心的研究人員將氣象色譜、高效液相色譜與ICP-MS 技術(shù)聯(lián)用,形成了元素形態(tài)分析體系、金屬有機(jī)物的形態(tài)分析體系,目前,已取得了可觀的進(jìn)展。開展了碘的形態(tài)分析方法,建立了環(huán)境中碘的形態(tài)分析,能夠監(jiān)測環(huán)境中碘的轉(zhuǎn)化情況和生物是否有效性或者毒理性,建立測定甲基汞和乙基汞的分析方法,開展了溴的形態(tài)分析的研究工作。
如今,地質(zhì)實驗測試中心改變了傳統(tǒng)的以分析無機(jī)元素為主,使用多種技術(shù)和多種方法來分析礦產(chǎn)資源以及農(nóng)業(yè)和環(huán)境中的有機(jī)元素和無機(jī)元素,在環(huán)境有機(jī)和能源有機(jī)地球化學(xué)方面的研究已取得了令人滿意的成就。
隨著有機(jī)物污染檢測技術(shù)的發(fā)展,開發(fā)了檢測其高靈敏度的新技術(shù),例如,為了克服多氯聯(lián)苯中高氯代化合物常規(guī)檢測靈敏度低以及需要大體積富集濃縮等帶來的問題,研制出使用氣象色譜或者質(zhì)譜以及大體積進(jìn)樣來檢測地下水中的的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量的檢測新技術(shù),大大提高了分析的靈敏度,彌補(bǔ)了常規(guī)定量分析的不足,使檢測更靈敏更準(zhǔn)確。
近年來,使用在油氣項目上的經(jīng)費(fèi)在逐年增長,可達(dá)數(shù)億,但是,我國還沒有一個開展油氣地球化學(xué)研究的分析實驗室,因此建立此實驗測試中心成為“十一五”科研發(fā)展的重要目標(biāo)之一。通過多年的努力,我國已形成了日常的油氣地球化學(xué)分析的技術(shù),諸如TOC 分析、Rock-Eval 分析、飽和烴氣相色譜分析等等。
同時,我國還開展了“油頁巖含油率分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制”項目的研究,實現(xiàn)了5 個樣品的制備、力度檢驗和細(xì)碎,這五個樣品可代表了我國典型礦區(qū)或者礦床,樣品含油率梯度可涵蓋我國油頁巖礦石的地中高品質(zhì)的含量,可滿足實際工作的需求。
最近幾年,同位素分析使用現(xiàn)代的儀器設(shè)備,已經(jīng)研發(fā)出了微區(qū)原位同位素、高靈敏度同位素以及復(fù)雜樣品同位素的分析技術(shù),一些同位素分析的新技術(shù)也在不斷地完善中,比如激光40Ar/39Ar 定年技術(shù)方法、36Cl 和137Cs 定年方法以及Re-Os 和Pt-Os 同位素定年方法等等。尤其是SHRIMP 的引進(jìn),將微區(qū)同位素分析技術(shù)推向了更高的發(fā)展水平,提升了我國同位素分析技術(shù)和地質(zhì)科研和調(diào)查服務(wù)的能力。
現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展帶動了野外現(xiàn)場分析技術(shù)的研究步伐,可以為地質(zhì)研究和礦產(chǎn)勘查提供可靠的信息,給地質(zhì)測試技術(shù)的發(fā)展提供了前進(jìn)方向??茖W(xué)鉆探現(xiàn)場流體分析技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際水平,能夠及時地提供流體地球化學(xué)信息,先后建立了許多973 項目課題(科學(xué)深鉆的地下微生物與地下流體研究)、流涕地球化學(xué)實驗室建設(shè)等的呢,開始了大量的現(xiàn)場分析研發(fā)工作。
隨著現(xiàn)在環(huán)境污染的加劇,開發(fā)無污染或者低污染的綠色分析技術(shù)也將成為地質(zhì)測試中心的努力方向。現(xiàn)今,我國地質(zhì)測試中心研究了樣品粒度和最小取樣量之間的關(guān)系,研究了不同樣品之間的粒度、樣品的代表性和最小取樣量的理論研究,取得了一定的進(jìn)展。實驗證明,當(dāng)樣品粒度小于30μm 時,取樣量即使低到2mg 樣品仍具有良好的代表性,大大地減少了常規(guī)方法中酸的消耗量、減少樣品的溶解時間,可以提高分析的速率。該理論研究的突破,除了降低分析的成本和提高分析速率外,還可以減少使用分析試劑所帶來的二次污染,保護(hù)了環(huán)境,是分析化學(xué)中的一大創(chuàng)新。我國地質(zhì)測試中心還對地下水和土壤中的污染物進(jìn)行了測定,研發(fā)了固相萃取技術(shù)和加速溶劑萃取等低污染的樣品預(yù)處理,同時也取得了初步的進(jìn)展。
地質(zhì)分析測試的過程中必然會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),必須通過信息管理系統(tǒng)和實驗室質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研發(fā)才能促使分析快速、準(zhǔn)確。目前,隨著計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用,能夠?qū)y試的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存、管理和共享,不斷完善實驗室質(zhì)量控制的系統(tǒng)。
當(dāng)今,許多地質(zhì)學(xué)家關(guān)注地質(zhì)分析技術(shù)的發(fā)展,巖礦分析技術(shù)也已不再以化學(xué)法為主的單純元素含量的分析,隨著大型儀器設(shè)備的出現(xiàn),熟練地掌握和運(yùn)用這些技術(shù)需要專業(yè)的人才,而對儀器功能和性能的了解則需要一定分析技術(shù)方面的信息,這對許多地質(zhì)學(xué)家和巖礦分析者來說是非常重要的,因而認(rèn)識巖礦分析的技術(shù)是非常重要的。
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