X射线荧光光谱法在岩矿分析中的新进展

摘要：得益于地球科学理论与分析仪器的进步，当前X射线荧光光谱法在分析岩矿成分中的应用日益广泛，分析方法的日益成熟使得元素分析的精确度和灵敏度显著提升，保障分析人员快速掌握复杂地质现象的数据及参数。因此，有必要对X射线荧光光谱法的分析进展进行探析与论述，以进一步适应业界对地质样品分析的需求变化。

关键词：X射线；荧光光谱法；岩矿分析

引言：

精确的岩矿分析技术对于有效开发和利用矿物资源的意义十分重大，X射线荧光光谱法（以下简称XRF）作为一种应用广泛的检测技术，其原理是利用X射线照射待测物质，激发其内部原子产生次级X射线（即荧光），进而对物质成分和化学物态进行分析研究。随着科技与设备的与时俱进，XRF的多元素同时测定等功能进一步提升，在分析岩矿具体成分时更加高效，提供的数据支持也更为精确。鉴于此，本文致力于探讨并分析XRF在岩矿分析领域应用的一些新进展。

1、X射线荧光光谱法在岩矿分析技术中的新进展

1.1、在地球化学调查样品分析中与其它技术结合使用

XRF通常与其他分析技术结合使用，以提高矿产资源勘查工作的准确性和可靠性。传统矿产资源勘查的地质分析工作多使用湿化学方法，受分析速度、样品溶解分离效果等因素影响，其精确度和效率得不到有效保障。XRF曾作为湿化学方法的有效补充，逐渐展示出其样品分析速度快、检测量大、偏差率低等优势，逐渐成为当前分析地质样品的主要方式。近年来XRF常与电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）结合使用，在我国各地区的区域地球化学调查分析领域用于分析大量样品，在主元素及多种元素的同时测定工作中实现了对样品的高精度分析，进一步拓展了其应用范围。

1.2、在多金属成分岩矿分析中与计算机模型结合使用

在确定矿物为多金属成分的基础上，XRF近年来与多种传统及数字化技术相结合，取得了更为精确的分析效果。为进一步提升找矿效果，近年来XRF结合计算机模型技术，为矿物含量呈梯度变化的岩矿样品在计算机模型上构建依照国家标准物质作为标准的校正曲线，可有效降低矿物效应及谱线重叠，对各种元素的测量值精确度大大提高。

2、X射线荧光光谱法在岩矿分析方法中的新进展

2.1、在主、次量元素测定方面与传统技术结合使用

在对传统技术的有效补充方面，XRF可在岩矿样品制备时结合薄样技术或者粉末压片法，对钼、钨、铅、锌、铜、铋等矿石及非金属矿物依照国家标准制备的样品进行含量测定，通过标准曲线建模的方式应用2θ角度校正、谱峰面积校正等技术对样品中的主、次量元素的矿物效应进行校正，其校正结果可一进步优化，以有效降低样品选择、样品制备、助溶剂组成对样品分析结果的影响。

2.2、在测定稀土分含量中的新进展

如果需要测定岩土样品中的稀土分含量，则可结合化学预富集、扣背景和谱线重叠校正的方式，保障XRF的效果。也可采用熔融制样的方法，在样品粉末中加入硝酸进行有机物破坏，干制后加入氧化剂以及石墨材料，并加入相应的内标元素进行玻璃片的熔融制备，以理论α系数内标法及康普敦散射法作为内标校正基体效应，应用XRF时的分析结果比较稳定，能对多种稀土分进行有效测定，测定结果的精确程度与化学法基本一致。

2.3、在测定地球化学样品微量元素中的新进展

在利用XRF对地球化学样品中的微量元素测定时，如果操作环节过多，会增加样品受到污染的几率，因此测定地球化学样品中微量元素含量时，样品的处理流程日趋简化。当前多将XRF与联合化学法联用，结合粉末压片或松散粉末制样的方式，简化实验分析过程的同时保障XRF测试效果。截止到目前，该法已在我国的许多区域地球物理勘测领域大规模运用。

3、X射线荧光光谱法的发展前景

3.1、在科学仪器改进方面的发展前景

近年XRF一直在进行技术改进，色散、探测和激发是其主要改进领域。在色散方面。近年来碳化物多层膜技术取得显著进展，特别是轻、重元素交替的碳化物多层膜大大提高了衍射效率，将进一步推动XRF精确识别元素组成的能力。在探测方面，高灵敏度、高分辨率的硅漂移探测器（SDD）和电荷耦合器件（CCD）等的应用，能够更有效地捕捉和转换X射线荧光信号，从而提升XRF的检测灵敏度和准确性。在激发方面，同步辐射源和激光激发源在能量密度、方向性等方面凸显优势，能够高效激发样品中的元素产生荧光信号，预计未来将逐渐代替传统的X射线源。

3.2、在物理化学处理方面的发展前景

物理化学处理方式的改进以及制样技术的自动化，也是XRF近年来发展的一个重要趋势。样品的制备效率是提高其分析效率的基础，过去样品制备的标准基于国家相关规范，各种分析法及相关技术设备的发展多采取主动适应策略。而随着科学技术的不断进步，原有的样品制备标准已不能满足当前业界拓展分析范围、提高分析效率的实际需求，更为精细化的技术标注以及高标准分析检测仪器的不断发展，对微量元素的精确测定提出了更高要求。因此，XRF未来应通过不断优化制样标准、提升其制样能力来展现出卓越的分辨率和灵敏度，以更加准确地识别和分析样品中的元素成分，为岩矿分析提供有力的数据支持。

结语：

技术发展是推动X射线荧光光谱法在岩矿分析领域不断前行的核心动力。近年来，随着微电子学、计算机科学和材料科学的飞速进步，X射线荧光光谱仪的性能得到了显著提升，分析速度更快、精度更高、操作更简便。在岩矿分析中，XRF技术不仅实现了对元素成分的高效精准测定，还拓展到了微区分析、原位分析等领域，为矿产资源的高效利用和地质研究提供了有力支持。随着技术的持续创新，X射线荧光光谱法将在岩矿分析领域发挥更加重要的作用，助力矿业行业的可持续发展。

参考文献：

[1]张广玉;赵世煌;邓晃;郭跃梅;井德刚;汪艳芸.手持式X射线荧光光谱多点测试技术在地质岩心和岩石标本预研究中的应用[J].岩矿测试，2017（05）：63-71.

[2]李可及.熔融制样X射线荧光光谱法测定岩盐中的主量成分[J].岩矿测试，2016（03）：82-86.

[3]王建其;柳小明.X射线荧光光谱法分析不同类型岩石中10种主量元素的测试能力验证[J].岩矿测试，2016（02）：37-43.

[4]周曙光;廖世斌;周可法;王金林;刘盈娣.便携式X射线荧光光谱仪在岩石样品分析中的应用研究[J].岩矿测试，2018（01）：64-71.

作者简介：李建辉（1989-），性别：男，民族：彝族，籍贯：云南省石屏县，学历：大专，职称：初级（助理工程师），研究方向：岩石矿物分析检验。