地质岩石矿物分析测试技术的分析

张明炜，龚 亮，宋甜甜

（河南省岩石矿物测试中心，河南 郑州 450012）

通过实际调查发现，自可持续发展理念被提出以来，我国政府加大力度对各种资源进行相应的管控。矿产资源作为一种能被重复利用的自然资源，受到了广泛关注。这种资源在实际应用过程中可以发挥良好的效果。为了让采矿企业在市场中实现更好的发展，相关管理人员要结合时代发展特点进行充分了解和分析，进而合理应用矿产资源测试技术，有效处理各种问题，促进我国社会良好发展[1-2]。

1 岩石矿物的种类及特征

通常情况下，我国矿产资源有着分布范围较广且不均匀的特点。岩石矿物是一种由不同元素组成的聚合物，产生于地壳内部运动，地质作用是岩石矿物形成的核心条件。另外，我国不同的地区有不同类型的地质活动，在地质应用层面也有一定程度的差异。这就要求相关采矿企业高度重视岩石矿物设计环节，充分考虑岩石矿物组合形式与化学元素种类，进而开展各个方面的工作。根据相关调查，矿物资源的分布和含量没有规律，虽然矿物种类比较多，但是人们日常生活中使用的主要是碳酸盐类、含氧类矿物，而各个领域在发展过程中对矿产资源有较大的需求，这就要求采矿企业加大矿产资源的合理开发和挖掘力度。

2 开展岩石矿物分析测试工作的意义

岩石矿物分析测试工作在矿产企业发展过程中占据重要地位，相关管理人员可以通过该工作对地质情况进行充分的了解和分析，在确保各个方面地质工作正常开展的同时，还能在防范地质灾害的过程中发挥良好的作用。岩石矿物分析测试工作涉及各种各样的数据信息，工作人员要及时收集和整理这些数据信息，提高数据信息的真实性和有效性，为后续分析地球环境与地质情况等方面工作提供有效的参考依据[3-4]。

2.1 岩石矿物分析测试工作在矿产物质普查中的重要作用

从目前的情况看来，地质岩石矿物分析测试工作与建筑工程、地质工程等方面有着紧密的联系，科学的矿物分析测试工作不仅能提供真实有效的地质资料，还能对地质资源的深入整合和利用起到推动作用。另外，矿物分析测试工作还可以在矿产物质普查中发挥良好的作用，工作人员在开展地质改造工作时，能从中获取关键信息，进而在一定程度上降低各种地质灾害问题出现的频率。

2.2 评价岩石矿物分析测试工作

地质活动往往会产生一些岩石矿物，这些岩石矿物在化学反应和物理作用下会产生相应的矿物元素，相关工作人员可以应用矿物分析测试技术，充分了解岩石内部存在的化学元素和其他矿物质。采矿企业开展岩石矿物分析测试工作能对岩石矿物分析进行科学的评价，进而充分发挥岩石矿物自身的应用价值和经济价值，对未来矿物开采和利用起到良好的促进作用。

3 地质岩石矿物成分分析测试方式分析

3.1 经典化学成分测试

经典化学成分测试主要是基于化学反应定性与定量分析样品的化学成分，也被称为湿法分析，包括重量法、容量法以及比色法等，具有较高的准确性，但是研究时间较长，会用到大量样品，灵敏度一般。因此，不适用于对稀土元素的分析。

3.2 发射光谱探究（AES）

发射光谱探究的原理在于利用电弧、火花等激发光源让试样转变为气态原子，同时激发气态原子外层电子由基态向高能级的转变。由于岩石矿物内部不同类型原子的构造均不同，利用光源进行激发能让样品内部不同类型的元素均发射出自身独特的光谱。其中，摄谱法是光谱定性探究的常用方式，只要样品内部存在的元素含量达到相应数值，在感光板上就能产生谱线摄谱。该方式具有效率高、操作简便、经济实惠等优点，可以在数个小时内将其中的元素定性检测出来，因此被广泛运用于元素定性检测工作。具体的测定工作分为以下两方面：（1）实时比较标准试样的相关光谱，将同一光板上并列且要求深入检测元素的纯物质以及纯化合物试样摄取出来，使试样以及纯物质光谱有效显示在映谱仪中，若有两条谱线存在于同一波长处，则表明某一元素存在于某个谱线中。这种方式能定性分析样品中的特定元素，但无法综合探究光谱。（2）铁光谱比较法，也被称为标准光谱比较法。该方式的原理在于并列摄谱样品和纯铁。其中，铁光谱谱线约有4 600条，同时各个谱线波长均得到了明确测定且在谱线表中均有详细记载。对铁光谱图总标插波长位置实施测定通常依据元素分析线的长短情况，然后根据元素特征线及其特有的谱线强度定量和定性分析谱线强度，该方式也被称为原子发射光谱法，常用于地质、铁钢合金以及环境保护等试验测定工作，并按照相应顺序进行半定量、定量以及定性研究[5-6]。

3.3 原子吸收光谱（AAS）

原子吸收光谱的原理是利用气态元素基态原子进一步吸收此元素的原子、产生共振辐射来分析与测定部分非金属离子和水溶液中金属离子的含量，得到了大范围的运用。该方式具有精准度高、效率高、干扰少、稳定性好、检出限低等优势，数量级在10-9～10-6，也能用于常量分析，比较适用于测定沸点低的金属元素和易原子化金属元素，但是每次只能测定一类元素。

3.4 X射线衍射（XRD）

X射线是一类波长在0.0 0 5～10.0 0 0 n m、含有2.5×105～1.2×102eⅤ高能量的电磁波，是原子内层电子在高速运动电子流的不断影响下形成跃迁而进一步发射的电磁辐射。采用该方式可以合理记录X射线衍射线，获取不同类型的X射线衍射图谱并进行分析与研究，测定样品的特征，包括材料的元素构成、晶体结构、组织、构造、元素的缺陷结构和电子结构、结晶度、晶粒尺寸以及结构应变等。

3.5 电子探针显微分析（EPMA）

电子探针显微分析的原理是使用高能电子束处理物质，进而获得俄歇电子、特征X射线等二次电子，对样品表面的微区成分与微米级物质成分进行分析。根据显微图像，能发现微观性质对材料宏观性能产生的影响，主要适用于1Na-92U（能谱分析）以及5B-92U（波谱分析），能直接分析光片、矿物拨片以及岩石中确定的微区，不会损坏样品，因此也被称为样品无损分析方式。

4 地质岩石矿物分析测试技术

采矿企业对岩石矿物的探究过程涉及较多环节，这些环节也有一定的复杂性特点。岩石矿物探究工作与矿物质的勘探之间有着紧密的联系，如果前者存在问题，后者就无法达到预期的效果。采矿企业在对岩石矿物进行探究之前，要结合实际情况进行充分分析，在此基础上，运用理论知识合理制定探究方案，以准确判断岩石矿物的各种经济价值指标，确保整体的矿物回收工作能够正常开展。与此同时，相关工作人员还要高度重视对岩石矿物的探究细节，充分利用每一个有用的矿物，最大限度地发挥矿物的经济价值[7]。

4.1 对岩石矿物相关样品的研究

采矿企业在开展岩石矿物的测试和分析工作之前，要严格按照相关要求和规定对矿物样本进行有效采集，在此过程中，通过专业容器妥善保存样本并及时送到检测实验室，由专业人员开展检测和分析工作。通常情况下，检测和分析内容不仅包括矿物样本的质量和种类，还要对矿物样本的其他因素进行全方位测量，并及时记录分析结果。此外，工作人员要严格控制岩石样品的质量。如果样品过重，工作人员可以充分应用粉碎设备对岩石进行粉碎处理，挑选出质量合适的样品进行测量和分析。

4.2 对岩石开展定性测量

采矿企业要指派专业的人员严格按照试验流程和操作流程对样品进行初期加工，进而提高地质岩石矿物的测量精确性，之后还要开展定性分析和定量分析，测试研究过程中要对每一次得出的数据信息进行及时记录，并从中找出精确性最高的测试结果作为主要参考依据。工作人员要充分分析和了解元素光谱图，在此基础上对其进行充分应用，进而对地质岩石矿物进行科学的测量和分析，这样不仅能让工作人员充分掌握岩石样本的特性和品质，还能对岩石矿物样本内部的各种元素成分及含量进行充分了解，为后期各个方面工作的正常开展奠定良好的基础。另外，工作人员还要根据岩石矿物样本内部元素含量对测量策略进行合理的选择，还要对岩石矿物各方面特点进行充分分析，这样才可以将岩石矿物样本的深入保护工作落到实处。

4.3 选择合理的检测方法

测量结果的准确性与测量方法有紧密的联系，因此，相关工作人员要高度重视测量方法的选择，结合实际情况制定合理的岩石矿物测量方案。在实际开展测定工作之前，相关人员要充分考虑岩石矿物内部元素的品种和含量，确保制定的测量方案与实际情况相符，进一步提高测量方案的科学性和有效性。在此过程中，相关人员要合理应用相关仪器和技术科学测定矿物元素，并将测定结果与矿物元素的实际含量进行对比，进而判断测量方案的准确性。此外，在测量过程中还会涉及一些要求比较高的测定实验，工作人员要合理应用质量测定方案，严格控制测量误差，提高测定结果的准确性。

4.4 根据测定结果确定研究方案

在地质岩石矿物分析测试工作中，研究方案的制定是非常重要且复杂的环节。在实际测试过程中，往往出现不同分离策略的协同与配合，要求工作人员具有扎实的专业理论知识基础和丰富的操作经验。在确定研究方案的过程中，工作人员应考虑地质岩石矿物的具体分析测试策略与技术，并且在具体操作时针对全分析与简分析的进程，尽可能选用具有较强综合性与系统性的研究方案。具体而言，在分析地质岩石矿物样品后，可以按照特定顺序将溶液抽取出来，并按照规定流程实施分组测定，这一过程要用到化学法和专业的仪器设备。

4.5 核查分析结果

地质岩石矿物的分析与测定结果能反映矿物的整体价值，并且能有效指导未来地质找矿工作、矿山采掘价值判断、矿山存储量确定等工作的开展。因此，确保分析测定结果的可靠性与精准性尤为重要，落实结果的核查工作不可忽视。对分析结果的核查主要包括两方面：（1）找出分析测试过程中的不足；（2）详细分析与核查测定结果的准确性，保证分析测试工作的质量。明确研究方案后，工作人员务必根据相应规程分析与核查结果，确保其符合相关标准。如果在核查过程中发现结果不达标，必须禁止将矿物运用于地质岩石矿物成分分析以及地质部门工作中。

5 结语

地质岩石矿物测试技术对采矿行业的发展有重要作用，相关管理人员要对该技术予以高度重视，结合实际情况对其进行充分应用，最大限度地发挥该技术的作用。另外，工作人员也要提高自身的专业素质和知识水平，严格按照流程开展测量工作。