巖石礦物分析化驗(yàn)中的質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

林越華

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心 廣東總隊(duì)，廣東 廣州 510000)

在地質(zhì)工作中，對(duì)巖石礦物進(jìn)行分析，具有非常重要的意義。在進(jìn)行分析操作的時(shí)候，必須將相關(guān)的理論知識(shí)進(jìn)行結(jié)合，制定出相應(yīng)的測(cè)定分析方案，客觀、系統(tǒng)、科學(xué)地對(duì)礦物巖石進(jìn)行分析和化驗(yàn)，從而對(duì)巖石礦物的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)，做好對(duì)現(xiàn)場(chǎng)礦物資源的回收和指導(dǎo)工作。巖石的礦物分析對(duì)于控制地質(zhì)工程的質(zhì)量控制有著非常重要的意義，將會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)出數(shù)據(jù)的科學(xué)性、真實(shí)性以及公正性產(chǎn)生影響。

1 巖石礦物不同種類的特征分析

自然界當(dāng)中的巖石礦物都是由多種化學(xué)元素在復(fù)雜的物理化學(xué)變化之下形成的物質(zhì)，在地質(zhì)作用的影響之下，變成了各種類型的巖石種類，因此巖石中含有的礦物質(zhì)種類非常多。通過(guò)地質(zhì)勘察以往的數(shù)據(jù)能夠知曉，當(dāng)前已知的巖礦種類已經(jīng)超過(guò)了3000種。在人們的日常生活中，即便是常見的巖石，也是由多種化學(xué)元素共同構(gòu)成的，其中包括了有氧礦物、碳酸鹽類型礦物、硅酸鹽類礦物、硫化礦物等等。巖石礦物分析化驗(yàn)工作對(duì)地質(zhì)工程發(fā)展來(lái)說(shuō)非常的重要。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，巖石礦物分析化驗(yàn)技術(shù)也在不斷地成熟，巖石礦物的分析以及測(cè)試的精度和準(zhǔn)確度都得到了提升。在這其中，對(duì)巖石礦物化學(xué)成分、構(gòu)成結(jié)構(gòu)，以及礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析和測(cè)試都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，檢測(cè)設(shè)備以及檢測(cè)的技術(shù)也在原有的基礎(chǔ)上取得了明顯的提升，這使得巖石礦物的物理特征以及化學(xué)特征都能夠更準(zhǔn)確地探測(cè)出來(lái)，這對(duì)我國(guó)巖礦探測(cè)事業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)起到了非常重要的作用[1]。

2 巖石礦物樣品的制備、標(biāo)識(shí)、驗(yàn)收和儲(chǔ)備工作

2.1 加工式樣的獲取

獲取樣品的加工式樣是巖石礦物化驗(yàn)分析工作的基礎(chǔ)，這是由于式樣的采取對(duì)礦藏的勘探工作有著非常重要的指導(dǎo)作用。式樣采取加工的方式非常多。在獲取式樣的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，考慮如何避免對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生干擾和影響，這就需要巖石礦物的檢測(cè)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)能力，采取科學(xué)合理的方式進(jìn)行式樣獲取工作。

2.2 樣品的定性

在收到客戶送達(dá)的巖石礦物樣本后，需要根據(jù)客戶的需求對(duì)巖石進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)、驗(yàn)收，以及信息技術(shù)的工作，為巖石礦物進(jìn)行定性。具體需要確定的信息包括了樣品的性質(zhì)、質(zhì)量、編號(hào)、可檢性、包裝和數(shù)量等等。

巖石礦物經(jīng)過(guò)了一系列標(biāo)準(zhǔn)的流程加工之后，需要做好相應(yīng)的定性、半定量以及分析的工作。這項(xiàng)工作的主要目的是讓檢測(cè)人員能夠更好地對(duì)樣品中巖礦的各項(xiàng)元素進(jìn)行熟悉，對(duì)這些元素在組合過(guò)程中各自的含量和比率進(jìn)行明確。在經(jīng)過(guò)了定性分析之后，還應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)工程在實(shí)際工程中的需要和實(shí)驗(yàn)室中工作環(huán)境，對(duì)樣品中每一項(xiàng)待測(cè)的元素采取不同的測(cè)試方法，并對(duì)應(yīng)相應(yīng)的防護(hù)措施。需要注意，在做巖石礦物樣品定性和半定量分析時(shí)，通常只會(huì)選擇兩種方式，其一是發(fā)射光譜法，其二是化學(xué)分析法。發(fā)射光譜分析法是根據(jù)光學(xué)原理，通過(guò)對(duì)強(qiáng)度與元素含量間的變化關(guān)系進(jìn)行觀察，得出巖石中各類礦物的種類以及成分含量的范圍?；瘜W(xué)因素分析法是通過(guò)光譜分析結(jié)果，對(duì)樣品元素的含量進(jìn)行定量分析，準(zhǔn)確獲得樣品中成分含量，讓檢測(cè)結(jié)果的精確性進(jìn)一步提升。巖石礦物的構(gòu)成結(jié)構(gòu)和成分非常復(fù)雜，因此在檢測(cè)過(guò)程中尤其注意，明確巖石中各個(gè)化學(xué)元素對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方式，根據(jù)具體的巖石礦物元素進(jìn)行具體的分析[2]。

2.3 制定樣品檢測(cè)和分析系統(tǒng)

在巖石礦物樣品實(shí)驗(yàn)室中，應(yīng)該設(shè)定相應(yīng)的樣品檢測(cè)以及分析系統(tǒng)，保證樣品在驗(yàn)收、標(biāo)識(shí)、制備和儲(chǔ)存階段都能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，確保樣品的安全不受到污染。其次，可以對(duì)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作，避免樣品中的物理對(duì)象以及樣品檢測(cè)工作中產(chǎn)生的相關(guān)記錄在實(shí)驗(yàn)室循環(huán)的過(guò)程中發(fā)生混淆。

2.4 明確測(cè)定方法

對(duì)于不同種類的巖石礦物樣本，需要采取不同的測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)定。對(duì)檢測(cè)的方法進(jìn)行合理的判定，這能讓分析化驗(yàn)的結(jié)果具有更強(qiáng)的參考性以及可靠性。在進(jìn)行測(cè)定的時(shí)候，化驗(yàn)人員需要根據(jù)巖石礦物的具體類型，對(duì)測(cè)定的方法進(jìn)行合理的選擇，借此能夠讓化驗(yàn)工作的工作效率能夠提升，降低檢測(cè)的成本。

2.5 制備樣品的注意事項(xiàng)

在制備實(shí)驗(yàn)室樣品的過(guò)程中，需要根據(jù)樣品本身的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化的處理。在對(duì)樣品進(jìn)行制備的過(guò)程中，應(yīng)該避免樣品中的亞鐵、硫等物質(zhì)在過(guò)程中發(fā)生氧化，使得其中的某些組分含量發(fā)生變化。這樣的樣品在進(jìn)行處理的過(guò)程中存在著較大的困難，應(yīng)該適當(dāng)采取相關(guān)措施，讓影響最小化。樣品在加工之后應(yīng)該保持良好的均勻性，然而即便經(jīng)過(guò)了非?？茖W(xué)化與精細(xì)化的操作，按照規(guī)范的流程進(jìn)行處置，但最終的結(jié)果通常也難以保持良好的均勻性。在基本采樣量確定的前提下，待測(cè)組的均勻性應(yīng)該能夠保證基本測(cè)試工作的需求。在對(duì)樣品的粒度進(jìn)行處理的過(guò)程中應(yīng)該有明確要求，處置后的樣品應(yīng)該能夠滿足樣品分解以及后續(xù)的測(cè)定分析。樣品處理的基本方式應(yīng)該是按照對(duì)樣品加工和質(zhì)量處理的方式進(jìn)行。在對(duì)巖石礦物樣品進(jìn)行處置的時(shí)候，應(yīng)該按照各種品需，對(duì)樣品進(jìn)行破碎和收縮，確保樣品維持處理前具有代表性，對(duì)后續(xù)需要處理的樣品進(jìn)行判斷。

在實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中，通常應(yīng)用切喬特經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)樣品的代表性進(jìn)行判定，切喬特公式為：

Q=Kd2

式中：Q為樣品最低的可靠質(zhì)量，kg；d為樣品中的最大粒徑，mm；K表示基于樣品特性進(jìn)行確定的收縮系數(shù)，通?？梢灾苯哟?，但在必要的時(shí)候也要通過(guò)試驗(yàn)得到[3]。

2.6 檢測(cè)分析應(yīng)確保規(guī)范性

在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的各項(xiàng)程序都應(yīng)該在適當(dāng)?shù)某绦蛞约霸O(shè)施下規(guī)范的進(jìn)行研究，避免在準(zhǔn)備階段、儲(chǔ)存階段、檢測(cè)階段對(duì)樣品造成物理破壞或者質(zhì)變，導(dǎo)致最終測(cè)試的結(jié)果準(zhǔn)確性受到影響。

2.7 應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行審查

巖石礦物的分析與化驗(yàn)的目的表現(xiàn)在結(jié)果分析方面，因此做好對(duì)分析結(jié)果的審查工作是非常重要的。在對(duì)結(jié)果進(jìn)行審查的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)已經(jīng)得到的結(jié)果反復(fù)檢查，盡可能降低誤差，讓試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性得到提升。

3 巖石礦物分析化驗(yàn)中質(zhì)量控制的要點(diǎn)

3.1 試驗(yàn)室配置的質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1.1 加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)人員的審核

當(dāng)前巖石礦物分析試驗(yàn)尚未實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化檢測(cè)，因此試驗(yàn)人員依舊是試驗(yàn)的主體。試驗(yàn)的步驟有著非常嚴(yán)格的要求，然而對(duì)試驗(yàn)人員卻沒(méi)有相應(yīng)準(zhǔn)確的限制。因此需要加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)人員的控制和管理。樣式礦物分析需要人工進(jìn)行操控，試驗(yàn)的成敗就把握在每一名參與人員的手中。只有試驗(yàn)人員的能力和素質(zhì)都能夠得到相應(yīng)的提升，試驗(yàn)室的真實(shí)水平標(biāo)準(zhǔn)才能夠提高。試驗(yàn)人員的能力和素質(zhì)不僅在專業(yè)技能方面體現(xiàn)，同時(shí)還在綜合素養(yǎng)方面有所體現(xiàn)。作為試驗(yàn)室的工作人員，需要具備以下幾方面能力：首先需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室基本的操作流程以及各項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)熟練掌握；其次應(yīng)該對(duì)礦物巖石方面的理論知識(shí)進(jìn)行掌握；最后需要試驗(yàn)人員具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，有豐富的試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

3.1.2 試驗(yàn)室的檢測(cè)設(shè)備

人員是保證檢測(cè)工作能夠運(yùn)行的軟件，檢測(cè)儀器就是保證軟件能夠正常運(yùn)行的硬件，硬件設(shè)備決定了軟件運(yùn)營(yíng)的順利與否。設(shè)備和儀器是巖石礦物檢測(cè)機(jī)構(gòu)的重要資源，同時(shí)也是整個(gè)分析化驗(yàn)工作中的重點(diǎn)。由于巖石礦物的分析和化驗(yàn)工作是非常復(fù)雜的，其中大量的數(shù)據(jù)都需要通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)設(shè)備測(cè)試得出。只有保證設(shè)備的齊全和先進(jìn)，才能讓檢測(cè)結(jié)果的精確度得到提升。儀器設(shè)備在試驗(yàn)之前，都需要進(jìn)行嚴(yán)格周密的測(cè)試，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，讓試驗(yàn)的實(shí)際需求能夠得到滿足。在試驗(yàn)結(jié)束之后，應(yīng)該對(duì)設(shè)備進(jìn)行必要的維修和保養(yǎng)，讓設(shè)備能夠處于完好無(wú)損的狀態(tài)[4]。

設(shè)備管理，應(yīng)該選擇專業(yè)的工作人員，且需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格培訓(xùn)。將所有的檢測(cè)步驟和檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行明確的規(guī)定，將設(shè)備大小進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)，而后整理歸檔，讓所有的設(shè)備和儀器都能夠記錄在案，并且每次使用儀器都需要由監(jiān)督人員進(jìn)行記錄。在設(shè)備更新時(shí)，管理人員還應(yīng)該做好周密的匯報(bào)和記錄工作，將淘汰的設(shè)備進(jìn)行回收，做好備案。

3.2 測(cè)定過(guò)程中質(zhì)量控制的要點(diǎn)分析

3.2.1 制定測(cè)量方案

巖石礦物測(cè)定方案的制定是一項(xiàng)非常系統(tǒng)且復(fù)雜的過(guò)程，作為相關(guān)檢測(cè)人員，必須在制定方案的過(guò)程中靈活應(yīng)用理論知識(shí)，制定整套分析化驗(yàn)的步驟，根據(jù)樣品的鑒定，考慮巖石礦物中所含有的各種元素以及各種元素的比例，這需要相關(guān)人員掌握巖石礦物中各種元素的表現(xiàn)形態(tài)。在進(jìn)行分析試驗(yàn)之前，為了讓試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和時(shí)效性得到保障，還需要根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)每個(gè)步驟進(jìn)行嚴(yán)格策劃，同時(shí)還應(yīng)該準(zhǔn)備相應(yīng)的試驗(yàn)方案，考慮樣品綜合情況，做好相關(guān)研究的工作，最后再對(duì)測(cè)定的方案進(jìn)行確認(rèn)。如果方案中有不足的地方，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行修改，避免在巖石礦物的分析測(cè)定中出現(xiàn)失誤，力求每個(gè)步驟都能夠完美。在必要的時(shí)候還應(yīng)該設(shè)置多套方案進(jìn)行分析，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2.2 選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法

選擇合適的檢測(cè)方法是分析試驗(yàn)的基礎(chǔ)，是指定實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。在這一環(huán)節(jié)中的所有實(shí)驗(yàn)都應(yīng)該有必要的依據(jù)。在試驗(yàn)分析的過(guò)程中，通常各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)都是相同的，優(yōu)先使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其次是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，最后是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行培養(yǎng)的時(shí)候也應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的重要程度對(duì)員工進(jìn)行試驗(yàn)步驟的培訓(xùn)。試驗(yàn)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況選擇恰當(dāng)?shù)姆绞?，讓檢測(cè)內(nèi)容都能涵蓋在標(biāo)準(zhǔn)范圍之中，從而讓得到的數(shù)據(jù)更具有可靠性以及真實(shí)性。由于巖石的組成非常復(fù)雜，所以不同的巖石采取的檢測(cè)方式各不相同，相關(guān)試驗(yàn)人員必須要根據(jù)不同樣品的類型，選擇不同的檢測(cè)方式，科學(xué)合理踐行檢測(cè)，同時(shí)在一定情況下可以允許不同實(shí)驗(yàn)人員采取不同檢測(cè)方式進(jìn)行檢測(cè)，最后將結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，這也是巖石礦物檢測(cè)中常用的方式，能保證最終結(jié)果具有準(zhǔn)確性[5]。

3.2.3 對(duì)耗材的質(zhì)量控制

控制檢測(cè)的質(zhì)量應(yīng)該從控制材料的質(zhì)量做起，對(duì)樣品的加工到使用全過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，對(duì)樣品制作數(shù)量、使用數(shù)量、使用方式等等做好記錄和整理。樣品的消耗控制是所有材料控制中最重要的工作，因?yàn)樗械脑囼?yàn)都依賴樣品，這是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要重點(diǎn)注意的環(huán)節(jié)。在樣品儲(chǔ)存的過(guò)程中，相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員需要保證樣品原始的狀態(tài)不發(fā)生變化，避免樣品的基本性質(zhì)改變，干擾試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.3 分析和鑒定結(jié)果的質(zhì)量控制

在做完分析試驗(yàn)的各項(xiàng)操作之后，會(huì)產(chǎn)生多樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，尤其是對(duì)礦物巖石的分析試驗(yàn)，數(shù)據(jù)量較為龐大，這導(dǎo)致了對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析非常繁瑣復(fù)雜。如果數(shù)據(jù)分析不當(dāng)，將會(huì)為試驗(yàn)結(jié)果造成很大影響。因此在試驗(yàn)結(jié)果出來(lái)之后，在保證各項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提下，要制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核查，核查的過(guò)程目標(biāo)為保證分析結(jié)果準(zhǔn)確。整個(gè)審查的過(guò)程同樣需要制定嚴(yán)格的步驟，做好對(duì)原始數(shù)據(jù)保留的工作。分析工作除了需要分析數(shù)據(jù)之外，還應(yīng)該對(duì)試驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，對(duì)試驗(yàn)做好總結(jié)工作，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的潛在操作不當(dāng)問(wèn)題進(jìn)行討論，避免日后檢測(cè)工作中出現(xiàn)類似的問(wèn)題，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而確保檢測(cè)全過(guò)程的準(zhǔn)確性，讓檢測(cè)機(jī)構(gòu)的綜合實(shí)力能夠得到提升。

4 結(jié)束語(yǔ)

巖石礦物分析是地質(zhì)工作的重要部分，同時(shí)也會(huì)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生影響。巖石礦物分析的結(jié)果對(duì)采礦行業(yè)有著非常重要的影響，而采礦行業(yè)也是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)支柱，因此巖石礦物分析必須要保證準(zhǔn)確性、科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，避免對(duì)地質(zhì)工程產(chǎn)生影響。嚴(yán)格控制巖石礦物分析的質(zhì)量，能夠盡可能減少檢測(cè)分析工作的誤差，為我國(guó)采礦行業(yè)提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而確保采礦行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力。