陈嵩
齐齐哈尔矿产勘查开发总院 黑龙江省齐齐哈尔市 161000
摘要：实物地质资料是地质资料的重要组成部分。本文详细探讨了实物地质资料化学测试数据的验证与分析。
关键词：手持式X荧光分析技术；实物地质资料；验证与分析
手持式X荧光分析测试数据，可为修正不合理数据提供检查依据，使实物资料及其数据资料能客观的代表岩芯、标本的原始地质信息，为实物资料的预研究工作提供可靠的保障。
一、实物地质资料概述
1、概念。实物地质资料是地质勘查、地质科学研究和其他相关生产技术活动中所采取的并按有关规定留存的岩（矿）心、标本、样品、光（薄）片等实物及相关资料。深刻理解实物地质资料的概念，可解读出以下几方面的内容：一是强调在地质工作过程中产生的，也就是由专业人员按一定规范采集的；二是其主体为实物，以岩心、标本等形式存在，有着一定的地质意义；三是具有相关的地质背景资料，如柱状图、编录记录、采集位置、素描图、测试结果等。只有同时满足三方面要求的实物，才能称之为“实物地质资料”。
2、特点。1）客观真实性。人类对自然地质现象的认识随着时间的推移逐步加深，成果资料和原始资料只是当时对某些地质现象认识的总结归纳。随着研究的深入及技术手段的进步，有些成果资料和原始资料会变得陈旧或落后，而实物地质资料则是一个客观实体，其所包含的信息可被人类重新认识。2）不可再生性。有些重要的实物地质资料一旦损毁，就很难再获取。3）再利用性。通过实物地质资料，人们可再认识以往未能认识和利用的信息。4）高重置成本。有些实物地质资料是花费巨大的人力物力所取得，需妥善保管以便于不断地重复利用。因此，实物地质资料的管理问题越来越得到人们的重视。
二、样品来源
本次测试使用的是某实物地质资料中心馆藏样品-铅锌矿接替资源勘查ZK0901钻孔。该钻孔岩矿石组成主要包括：灰岩、石英斑岩、蚀变石英斑岩、矽卡岩、黄铁铅锌矿石、花岗岩、黄铜铅锌矿石、黄铜矿石等。主要矿物有：铅锌矿、铜矿、钼钨矿等。该钻孔复杂的岩石组成，符合本次测试对实物地质资料的多样性要求。
三、X射线荧光光谱仪
1、X射线荧光法的影响因素。本实验使用的测试仪器（X-MET7500）属于能量色散X射线荧光光谱仪。其原理是通过仪器发射的X射线照射样品，探测器收集被测元素发出的特征X射线能量。基于光能与物质的能量转换特性，将不可避免受到X射线穿透能力、基体效应及样品表面特征的影响。
2、X-MET7500在矿物测试中的应用。1）X-MET7500采用能量色散X射线荧光光谱法，结合牛津仪器制造的45 kV微型X射线管与先进的硅漂移探测器，改善手持仪器的分析精度和测量时间，测试速度是传统仪器的5倍，检测下限、测试速度完全符合实物地质资料测试要求。另外，由X-MET7500仪器厂商提供的各元素典型检测限，因受样品基体、干扰元素、测量时间等因素影响而有所不同。2）X-MET7500广泛应用于矿山勘探、尾矿监测的矿物分析领域，可测试固体、粉末、液体类型的样品，检测时间视不同分析元素和分析精度要求而定，可在15～120s之间选择。
3、岩芯测试与质量控制
1）仪器条件与标准验证。①仪器条件。方法选择“矿物”；分析模式选择“全元素分析”；分析时间选择“60秒”；仪器可单独使用也可与笔记本电脑联机操作。②标准验证。ZK0901钻孔主要矿体为多金属矿，因此，使用多金属标准物质GBW07162、GBW071623、GBW07164对仪器的精度、准确度进行验证。从其测量结果可知，仪器的精度（标准偏差表示）、准确度（平均对数误差表示）能满足本次对ZK0901钻孔的扫描测试要求。
2）岩芯的处理与测试。①测试岩芯的选择。选择外形比较规整、岩芯的截面与外表面比较一致、外表面比较均匀的岩芯作为测试样品，要求样品测试点在一定长度内（50cm）有一定的代表性。每个岩芯盒（长度1m）测试两个点。②样品处理。用毛刷清理待测岩芯表面，若样品较为粗糙，可用细砂纸打磨出略大于仪器发射窗口（直径为9mm）的平面，或使用玉石台磨机抛磨，可较好的消除样品表面粗糙、不平对测试的影响。③样品测试。仪器探测器沿着整个岩芯深度方向测试，尽量消除曲面影响，取过二分之一样的岩芯测试横截面。大整块岩芯在原位测试，小块状岩芯将仪器放在操作平面台上，样品测试点对准X射线发射窗口，扣动测试扳机开始测试，仪器发出嗡鸣声测试完成。劈过二分之一的岩芯，为“汇交的化学测试数据（柱状图）”相同深度的样品，测试数据与原始数据（柱状图）的分析结果略有不同是正常的，但差异不应超出合理范围。
3）测试全过程标样质量监控。在ZK0901钻孔（共8次23组数据）的测试过程中，每次测试开始、结束时，使用GBW07162对测试过程中仪器的准确度、稳定性进行质量监控。由其质量监控结果可知，仪器工作状态稳定、精度、准确度符合要求，人员操作符合质量要求。
4、测试结果的应用与分析
1）利用X荧光光谱仪对ZK0901钻孔进行的元素扫描结果分析，发现部分岩芯测试结果与ZK0901钻孔原有数据有很大差异，由其结果可知，若807～836m区域内TFe数据，其柱状图中提取的数据与P-XRF测试数据严重不符，通过再次观察岩芯、查阅铅锌矿岩芯及标本资料ZK0901钻孔岩性描述，此区域内均含有铁矿成分。因此，钻孔岩芯TFe的含量不可能小于0.1%，而X荧光测试结果均在合理范围，可判定原始柱状图数据有误，将这部分数据停止上网服务。将汇交的化学分析数据在一定深度范围内的平均值，与相应深度的P-XRF的测试数据对比，X开头的表示P-XRF的测试数据，由其可知，汇交数据与P-XRF半定量分析结果有较大差异的只有28%，参考固体矿产勘查原始地质编录规程，重复采样控制，合格样品占被检测样品数量的70%以上为合格，因此，基本上可判断汇交的铜、铅、锌元素含量较可靠。
图1显示，岩芯中汇交化学分析数据与P-XRF测试数据铜、铅、锌平均值的分布趋势相同，半定量结果不存在“实际意义上的”，较大差异的占7 0%以上。上述数据对比表明，手持式X荧光分析技术半定量准确、方便、快捷，非常适合验证岩芯、岩石标本的化学分析数据（柱状图等）。
2）利用手持式X荧光光谱仪对Zk0901钻孔全长850m、1395个测试点岩芯的分析，得到了各种矿物元素含量异常的位置。此外，测试中发现了一些原主要矿体区域外的矿物元素含量异常，可圈定一些矿物新发现，为实物资料的二次利用提供指示。
图1中168.46～171.24m之间发现Mo元素含量平均值为0.3%，不仅含量较高而且矿物层较厚，是值得进一步研究的钼矿矿层。手持式X荧光分析不仅方便、快速，而且可随时查看测试数据并临时任意决定测试点，元素含量异常时可随时加点测试、分析，非常适合实物资料取样应用的前期研究。
图1
3）根据手持式X荧光光谱仪对ZK0901全钻孔岩芯的测试分析，所得到的岩芯各种元素结果，表1中列出岩石名称、深度范围与实际测试元素对比列表（元素含量为该岩石名称深度范围内所有测量数据的总平均值）。
利用手持式X荧光光谱仪测试数据，验证岩芯、标本中岩石命名的准确性，如：表1中0～9.39m，350.66～352.36m岩芯，最初被定义为灰岩，从测试数据中Ca、K比例来看值得探讨。用手持式X荧光光谱仪（牛津X-MET7500）测试元素，如果选择全元素分析、120s测量时间，可对轻元素进行分析（如Mg、Al、Na、Si、S等），可更加准确的验证最初岩石命名的准确性。
表1
4）ZK0901钻孔测试结果表明，大部分矿物元素含量异常区域与原始柱状图数据吻合，但也有一些数据出现异常。因此，有待进一步分析原因加以校正。
四、结语
实物地质资料是一种宝贵的信息资源，它是花费巨大投入获取的地质资料，有其自身独特的特点，随着科技水平的提高及分析手段的改进，实物地质资料的二次开发利用，可从中发现新的矿产资源和得出新的有价值的科学认识，这对减少重复劳动和提高地质工作效率，有着重大的现实意义。
参考文献
[1]葛良全.现场X射线荧光分析技术[J].岩矿测试，2013.
[2]郑兴国.钻孔岩芯多元素原位X荧光分析技术及应用[J].金属矿山，2014.
[3]马晓潇.手持式X荧光光谱仪在岩芯分析中的应用[J].石油实验地质，2016.
论文作者:陈嵩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：测试论文; 地质论文; 实物论文; 资料论文; 钻孔论文; 样品论文; 荧光论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;