地质分析中X射线荧光光谱技术的运用

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地质分析中 X射线荧光光谱技术的运用

　　 1　X　射线荧光光谱仪的原理

X 射线荧光是一种由于原子内部结构变化所导致的现象。众所周知，一个原子由原子核及核外

电子组成，若内层电子受到足够能量的 X 射线照射，会脱离原始运行轨道释放出电子，并在该

电子壳层上产生电子空位，此时该电子空位会被处于高能量电子壳层的电子通过自发性跃迁填

补。由于不同电子壳层之间存在着能量差并以荧光（二次 X 射线）的形式释放出来，而不同元

素所释放出来的二次 X 射线能量也不同，因此，只要测出荧光 X 射线的波长或者能量，就可

以确定元素的种类，对元素进行定性分析；另外，荧光强度与元素在样品中的含量也有一定关

系，从而可以进行对元素进行半定量或定量分析。

　 2　X　射线荧光光谱技术在地质分析中的应用

近年来，随着仪器研究技术的发展，X 荧光光谱分析的应用领域范围不断拓展，可广泛应用于

地质、有色、环保、冶金、商检、卫生、建材等各个领域，下面主要介绍 X 射线荧光光谱分析

在地质分析中的用途。

X 射线荧光光谱法（XRF）是地质分析中一种比较成熟的分析技术，该方法对于各种基体成分

分析非常有效，测量结果的准确度、精密度和灵敏度较高，很好地满足了地质分析的要求。目

前，XRF 已经成为地质样品分析的标准方法。

2.1 对区域化探和地球化学研究的贡献

沈阳综合岩矿测试中心等实验室利用 XRF 分析可以直接使用粉末样品压片制样进行多元素测

定，具有经济、快速、淮确、精密度高等优点，采用 XRF 分析进行区域化探样品的多元素测

定，并为区域化探的数据处理开发了专用软件。在区域化探要求测定的 39 种元素中，XRF 分

析法可以测定其中的 24~26 种，占全部测定元素的 60%以上。每台仪器每年完成近万件地质样

品的测定。另外，地球化学样品的 XRF 法多元素测定的工作也已较好地开展。这套比较完整

的以 XRF 测定多元素为主，结合其它测定方法的化探样品分析方案，已在国内得到了广泛应

用，取得了显着的经济和社会效益。

2.2 岩石矿物中主微量元素的高精密度测定

岩石矿物中主微量元素的化学分析不仅工作量大、耗时长，而且操作十分繁重，而采用 XRF

法结合化学分析方法完成精密度要求很高的岩石全分析可以大大简化实验分析过程，并且效果

很好。70 年代初，人们试图利用当时的条件解决这个问题，试验过薄试样法、粉末压片法和熔

融法，直到 70 年代中、后期，硼酸盐熔融制样、基体效应的数学校正及计算机的应用三项关

键技术方法的相继解决，为 X 荧光光谱分析技术在岩石和矿物主微量元素分析中的广泛应用奠

定了基础。此后，用熔融法制样进行硅酸盐岩石分析逐渐为国内岩矿分析工作者所重视。许多

研究人员对此做了相关的研究，先后用熔融法测定了硅酸盐岩石中30 种元素，并对熔融制样

的条件做了进一步试验。

总之，用 XRF 法测定主、次量元素，结合化学法测定 FeO、CO2、H2O+或烧失量等的岩石全

分析方法，已在我国的地矿、冶金、建材、化工等部门广泛应用。经多批硅酸盐岩石国家标准

物质定值分析的验证表明，方法的精密度和准确度很好，符合有关部门质量管理规范要求，现

正着手制订XRF 测定硅酸盐岩石类物质化学成分的标准方法。

2.3 XRF 在矿石矿物分析中的应用

XRF 技术曾被引入于解决铌钽、锆石和稀土矿石矿物中Nb、Ta、Zr、Hf 和REE 的定量分析

问题，取得了较好的效果。

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摘要：

地质分析中X射线荧光光谱技术的运用　　1　X　射线荧光光谱仪的原理X射线荧光是一种由于原子内部结构变化所导致的现象。众所周知，一个原子由原子核及核外电子组成，若内层电子受到足够能量的X射线照射，会脱离原始运行轨道释放出电子，并在该电子壳层上产生电子空位，此时该电子空位会被处于高能量电子壳层的电子通过自发性跃迁填补。由于不同电子壳层之间存在着能量差并以荧光（二次X射线）的形式释放出来，而不同元素所释放出来的二次X射线能量也不同，因此，只要测出荧光X射线的波长或者能量，就可以确定元素的种类，对元素进行定性分析；另外，荧光强度与元素在样品中的含量也有一定关系，从而可以进行对元素进行半定量或定量分析。...

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