X熒光儀在金屬礦地質(zhì)勘查中的應(yīng)用分析

段琳俊

【摘 要】便攜式X熒光儀廣泛應(yīng)用在金屬礦地質(zhì)勘查中。X射線熒光是被分析樣品在X射線照射下發(fā)出的X射線，包含的分析樣品化學(xué)組成信息。X熒光儀已經(jīng)成為勘查金屬礦地質(zhì)最有效的手段之一，本文介紹了X熒光儀在金屬礦地勘察中的工作原理及應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】X熒光儀；金屬礦地；勘察應(yīng)用

我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，對(duì)能源和礦產(chǎn)的需求量不斷的增加，在傳統(tǒng)方式勘查金屬礦地質(zhì)中，已經(jīng)無(wú)法滿足工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展了。利用X熒光儀對(duì)樣品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，尋找金屬礦地質(zhì)。在進(jìn)行金屬礦地質(zhì)勘查時(shí)，要注意區(qū)域地質(zhì)的情況。結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行地質(zhì)勘查，X熒光儀分析了元素周期表的元素，精度高，勘查時(shí)間短，可以檢測(cè)固體、液體等多種而不需要復(fù)雜的制作過程。對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查和工程施工也有指導(dǎo)作用，加快工作進(jìn)度，提高了工作效率，在金屬礦地質(zhì)的勘查中有很重要的意義。

1.儀器設(shè)備與樣品分析

（1）X熒光儀的理論基礎(chǔ)。在1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，1913-1914年莫塞萊對(duì)不同元素的特征X射線與原子序數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了研究，建立了莫塞萊定律。X射線熒光法定性分析就是根據(jù)莫塞萊定律。定性分析是指導(dǎo)了特征X射線的能量，就可以獲得是那種元素發(fā)出的X射線。便攜式X熒光儀工作原理是同位素γ激發(fā)源，發(fā)出的γ射線輻照在樣品上，受激發(fā)出的X射線。待測(cè)元素特征X射線的能量和原子序數(shù)成正比，并且與其它的特征X射線的照射量率相關(guān)。對(duì)不同的照射量率測(cè)量，可以確定被測(cè)樣品中多種元素的品位。將激發(fā)源的射線照到樣本上，激發(fā)目標(biāo)元素產(chǎn)生特征X射線，收集射線轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，用MCA進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化和分析，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理后得出被測(cè)樣品的元素種類和含量。

（2）工作原理樣品分析時(shí)，X射線照射待測(cè)樣品后，樣品和X射線中元素的原子相互作用，元素中的內(nèi)殼層電子被激發(fā)出原子，引起殼層電子躍遷，發(fā)射出元素的特征X射線。元素的原子受激發(fā)后，在退激的過程中會(huì)釋放出X射線能量，測(cè)定樣品中特征的X射線，可以確定被測(cè)樣品有何種元素。

（3）X熒光儀的分析方法。X射線熒光分析方式是相對(duì)的測(cè)量方法，要分別對(duì)已知含量的樣品進(jìn)行測(cè)量，建立工作曲線和數(shù)據(jù)庫(kù)，然后進(jìn)行準(zhǔn)確的儀器分析。在野外作業(yè)時(shí)，要按要求使用標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)準(zhǔn)的樣品含量保證了被測(cè)樣品含量都覆蓋在一定的范圍內(nèi)。分析的樣品一般要在干燥、破碎、研磨后，進(jìn)行60目篩。在作業(yè)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況，由于野外作業(yè)環(huán)境惡劣，巖石樣品只能過15目篩，簡(jiǎn)單處理就可以，部分裝入樣杯進(jìn)行分析，剩余部分可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)分析。將制好的樣品放于X熒光探頭上，進(jìn)行分析。在金屬礦地質(zhì)勘查中，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行勘查。在X熒光儀測(cè)線工程布置方法上，要依據(jù)地表礦化及礦體在地表的出露情況進(jìn)行布置。采用數(shù)據(jù)在各個(gè)測(cè)點(diǎn)采集圖樣做為測(cè)試樣，在測(cè)試過程中會(huì)出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)。在測(cè)量中要根據(jù)測(cè)量結(jié)構(gòu)和野外地質(zhì)資料劃分主要的異常區(qū)域，根據(jù)異常帶可以判斷異常點(diǎn)的礦化強(qiáng)烈和礦體走向。

2.X熒光儀在金屬礦地質(zhì)勘查中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）X熒光儀在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀，在20世紀(jì)60年代開展同位源激發(fā)樣品試驗(yàn)到70年代中期的商品化攜帶式X射線熒光儀問世，在地質(zhì)普查的不同時(shí)期，X射線熒光儀對(duì)沉積物化探樣品和天然產(chǎn)狀下的多種元素進(jìn)行定性、定量測(cè)定、提供實(shí)事的分析結(jié)果。X熒光儀技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用下，金屬礦地質(zhì)的勘查中有十余種礦種的勘測(cè)中得到了應(yīng)用。金屬相應(yīng)的元素或總量有著一定的關(guān)系，元素的分布范圍深遠(yuǎn)，X熒光儀測(cè)量元素是可行的，取得了明顯的效果。在20世紀(jì)末，調(diào)查顯示X熒光儀在廣泛應(yīng)用與金屬礦產(chǎn)勘查中，分析的準(zhǔn)確度有了更高的要求。X-射線熒光法的應(yīng)用條件，使用范圍和準(zhǔn)確性在地質(zhì)樣品分析測(cè)試中都提出了更高的要求，在X熒光儀中這些方面要進(jìn)一步改進(jìn)提高。

（2）在X熒光儀的廣泛應(yīng)用中，目前X熒光儀也存在這一些問題，和國(guó)外的一起相比較而言，國(guó)外X熒光儀發(fā)展歷史較長(zhǎng)，硬件水平較高，軟件的更新速度快。X射線應(yīng)用在各種理論和方法日趨成熟，各種技術(shù)的研究與運(yùn)用得到很好的發(fā)展。國(guó)外X熒光光譜的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，熒光儀有很大的改進(jìn)和發(fā)展。國(guó)內(nèi)的X熒光儀受技術(shù)條件和認(rèn)識(shí)的限制，發(fā)展一直很緩慢。國(guó)外X熒光儀同國(guó)內(nèi)同等精度的儀器相比，價(jià)格高，國(guó)內(nèi)設(shè)備的硬件水平低，設(shè)備精度也比較低。X熒光儀設(shè)備在不同的領(lǐng)域，對(duì)不同的元素的分析也是不同的。因此，要求X熒光儀的操作界面要方便、靈活。

（3）隨著便攜式X熒光儀被廣泛應(yīng)用于金屬礦地質(zhì)勘查中，對(duì)準(zhǔn)確度和檢出限提出了更高的要求。X熒光儀在地質(zhì)上的應(yīng)用。傳統(tǒng)的地質(zhì)找礦主要靠采樣，然后進(jìn)行物理和化學(xué)分析，分析的成果嚴(yán)重的滯后性，常常導(dǎo)致采樣不到位和漏礦的現(xiàn)象發(fā)生。X熒光分析技術(shù)有快速測(cè)定、適合野外作業(yè)、成本低等特點(diǎn)，可以很好的彌補(bǔ)上述的缺點(diǎn)。對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和工程施工有重要的意義。在勘查中X射線熒光技術(shù)，能夠在土壤中實(shí)現(xiàn)多種元素的快速定性，定量的測(cè)定。X熒光儀技術(shù)在礦山開采中發(fā)揮了重要的作用，特別是在找礦這方面，指導(dǎo)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查，工程施工等工作，提高的工程效率和進(jìn)度，對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有重要意義。

3.結(jié)語(yǔ)

X熒光儀設(shè)備應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，對(duì)不同的元素分析也是不同的，要求X熒光儀的操作界面要方便、靈活野外作業(yè)要求提高勘查地質(zhì)能力和野外靈敏度，提高惡劣環(huán)境下的作業(yè)能力。X熒光分析技術(shù)具有快速測(cè)定，適合野外作業(yè)、成本低、儀器便于攜帶等特點(diǎn)，運(yùn)用X熒光儀對(duì)樣品進(jìn)行分析可以快速的得到樣品的檢測(cè)結(jié)構(gòu)，使工程施工和工作進(jìn)度大大加快，提高工程效率，對(duì)金屬礦地質(zhì)勘查有重要意義。

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