手持式X射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用.pdf

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1、2014年7月岩矿测试Vo1．33．No．4July2014ROCKANDMINERALANALYSIS512～516文章编号：0254—5357(2014)04—0512—05手持式x射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用张学华，李强，黄雪华，姚会强(广州海洋地质调查局，广东广州510760)摘要：便携式x射线荧光光谱仪具有快速、无损分析的特点，本文重点大块结壳削面研究了手持式x射线荧光光谱仪在富钴结壳碎块和浅钻岩心野外现场原位分析中的应用能力。采用压片法制样，以富钴结壳国家标准物质浅(GBW07337一GBW07339)和多金属结核国家标准物质(GBW07249、钻岩GBW0729

2、5和GBW07296)作为校准样品，建立了手持式x射线荧光光心谱仪测定富钴结壳样品的校准曲线。方法经国家标准物质GBW07339验证，元素Mn、Fe、Co、Ni和Cu的精密度(RSD)在0．3％～3．0％之间，结壳碎块满足富钴结壳样品现场分析的要求。在海上资源勘查现场，应用手持式X射线荧光光谱仪对富钴结壳碎块和浅钻岩心原样进行了现场原位分析。富钴结壳碎块原样烘干后直接测试分析数据与实验室压片制样XRF分析数据对比表明，Mn、Fe、Co、Ni和Cu元素的测定值一致性良好；浅钻岩心的原位分析数据与实验室人工分层分析数据对比表明，各层位Mn、Fe、Co、Ni和cu元素直接测试数据与实验室压片制

3、样XRF分析数据分布趋势基本一致。实际应用研究表明，手持式x射线荧光光谱仪适合于现场原位分析，满足野外富钴结壳资源快速评价的要求，同时原位分析能更真实地反映原始富钴结壳岩心不同层位中各元素的变化特征，为进一步研究富钴结壳成矿机制提供更丰富的数据资料。关键词：手持式x射线荧光光谱仪；富钴结壳资源勘查；原位分析中图分类号：0657．34文献标识码：A富钴结壳赋存在水深数千米的海山上，一般以查的深入，破坏性的样品分析方式已不能适应大洋板壳状、巨砾状、砾状及结核状等多种形态产于玄武调查工作的要求，因此，开展简单、高效的现场原位岩、火山碎屑岩、礁灰岩及磷块岩等硬质基底上，厚分析法相关应用研究具有重

4、要的现实意义。度从0．8cm到20cm，富钴结壳具有明显的分层结近年来，以高性能微型x射线发生器为激发构，从与海水接触的表面到与基岩接触的底面一般源、电制冷硅漂移检测器和全数字化x射线能谱采可分为较致密的褐煤层、疏松多孔层和致密亮煤层，集器等为技术特征的第四代便携式仪器高速发展，各层的化学成分含量有较大差异。富钴结壳富含分辨率和可靠性有了很大提高，在现场原位分析中Mn、Co、Ni、Pt、Pb、Ag、Ti和Ce等多种元素，特别有着更为广阔的应用前景。目前，国内外学者已有是富含陆地上相对匮乏的co元素，因此，富钴结壳一些相关的研究报道【9。作者曾采用手持式x是具有重大开发潜力的矿产资源J。射

5、线荧光光谱仪结合松散粉末法制样测定富钴结壳x射线荧光光谱法(XRF)是一种比较成熟的现样品中的Mn、Fe、Co、Ni、Cu和zn¨，并对富钴结壳代分析测试技术，具有快速、精密和准确进行多元素样品的原位分析进行了初步探索，由于受矿化不均同时分析的特点，同时避免复杂的酸消解，可直接对匀和含水率等因素的影响，原样品Mn、Fe、Co和Ni粉末或者固体样品进行快速测定，是野外地质勘的原位测定值较松散粉末制样后测定值偏低。本文查中多元素快速分析的首选方法J。随着大洋调进一步考察了在海上富钴结壳资源勘查现场，应用收稿日期：2013—12—25；修回日期：2014一叭一28；接受日期：2014—06—1

6、6基金项目：太平洋富钴结壳伴生有用元素分布特征及成矿远景评价(DY125—13一R一07)作者简介：张学华，高级工程师，主要从事海洋地质样品的x射线荧光光谱分析研究工作。E—mail：ctxhua@tom．com。一5l2一第4期张学华，等：手持式x射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用第33卷手持式x射线荧光光谱仪对富钴结壳碎块和浅钻(miningmode)，测定标准样品中Mn、Fe、Co、Ni和岩心进行现场原位分析的应用能力，以相关国家标cu的含量，测定值与标准值线性拟合获取校正因准物质为校准样品建立了校准曲线，采用手持式子，建立校准曲线。各元素校准曲线见表1。x射线荧光光谱仪对富

7、钴结壳碎块原样、烘干样以及富钴结壳岩心进行了原位分析，并与实验室压片表1各元素校准曲线法制样x射线荧光光谱分析结果进行对比，研究目Table1Calibrationcurveoftheelements的是充分发挥便携式分析设备的功能，提高现场高效快速分析的能力，为野外资源勘查中资源初步评价、现场决策和成矿研究提供重要的技术支撑。1实验部分1．1仪器及工作条件DELTAPremium型手持式X射线荧光光谱仪(美国Innov—X公司)。