便携式X射线荧光光谱仪应用条件试验及效果(2)

1!震旦系兰田组;2!震旦系休宁组;3!硅质岩;4!断层角砾岩;5!断层;6!地层产状

图3 土壤(a)与基岩(b)X荧光光谱测量结果对比

2.3 土壤岩石湿度对测量效果的影响

湿度效应是指被测土壤岩石对象中含水量的变化引起X荧光测量结果的变化,其影响机理是水

(相对于空气)对元素特征X射线的吸收和水(相对于空气)对激发源初级射线散射的增强。当测量对象是室内预先制备的粉末样品时,其湿度效应很小可忽略不计,但对现场X荧光光谱测量,其测量对象是天然岩石或土壤,当湿度变化较大时,则不可忽视。一般在早晨和中午,由于日照和温度的影响,岩石土壤湿度不同;雨前和雨后,由于大气降水和岩石土壤对水分不同程度的吸收,湿度变化更大。

图4是矿区TC10剖面上雨前和雨后土壤X荧

利用IED2000P型便携式X射线荧光光谱仪,选择安徽绩溪荆州银多金属矿矿区进行找矿条件试验。试验中分别就不同测点密度、基岩与土壤测量、不同湿度条件、基岩与岩石粉末样测量进行了对比研究,确定了最佳的应用条件。X荧光光谱测量法与化探原生晕取样分析对比研究和相关分析表明,应用X荧光光谱法进行找矿研究不失为一种方便快捷和行之有效的找矿方法。

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物 探 与 化 探34卷

图4 雨前(a)、雨后(b)土壤X荧光光谱测量结果图5 岩石(a)与岩石粉末(b)样品X荧光光谱测量结果

光光谱测量结果。由图可看出,由于雨后土壤中含水量大,土壤中水对Pb特征X射线显著的吸收效应,使得整条剖面上雨后现场测定Pb含量比雨前降低许多。

2.4 岩石的露头测量与粉末样测量结果

在进行现场岩石X射线荧光光谱测量时,测量面的平整度和新鲜度亦会影响测量效果。测量面的平整度影响表现在:当探头有效测域内的岩面凹凸不平时,将使探头内激发源到测量面上各点的距离(即原样距)不同,同时也造成测量面上各点产生的特征X射线或者散射线到达探测器的距离各不相同,从而影响X荧光的测量效果。测量面的新鲜度影响表现在:当岩石、矿石表面存在粉尘或其他污染物时,不但可屏蔽初级射线进入到岩、矿石表面,也屏蔽了来自矿石发出的目标元素特征X射线,从而使原位X辐射取样产生很大的误差。当围岩粉尘覆盖在矿石表面时,主要是吸收初级和次级射线,使取样结果偏低;而矿层粉尘吸附在矿段或者围岩表面时,则造成取样结果偏高的假象。由于地表的氧化或风化作用,一般岩石、矿石表面都会不同程度地形成氧化面或风化层,会降低X荧光光谱的测量效果。因此在进行X荧光光谱测量时,应尽可能选择平整和新鲜岩石表面。

图5为矿区TC10剖面上岩石表面与其粉末样X荧光光谱测量结果。由图5可见,直接测量岩石表面的X荧光光谱测量剖面曲线呈尖锐的锯齿状起伏,而其粉末样X荧光光谱测量剖面曲线呈和缓的波状起伏。这是由于前者岩石表面成分不均一且受外界等因素的影响,当测点附近多点组合的岩石样加工后成分均一化,显然其测试结果更有代表性。

荧

光光谱测量结果进行的参数统计结果和相关分析成果。从表3中可以看出,Cu(岩石)与Cu(粉末)相关系数为0.378;Zn(岩石)与Zn(粉末)相关系数为0.432;Pb(岩石)与Pb(粉末)相关系数为0.770。

均大于临界值0.349( =0.05,n=32)。因此X荧光光谱法在可能的条件下也可采取野外采取岩石样,在野外简易实验室加工成粉末进行测试的方法。

表2 岩石X荧光光谱与粉末荧光测量数据统计

样品粉末样

元素CuZnPbCu

岩石

ZnPb

样品数323232323232

测量计数平均值

169094351943786157612124

标准差2028158030166187232315099

表3 岩石X荧光光谱与粉末荧光测量数据相关分析

元素Cu(岩石)Zn(岩石)Pb(岩石)Cu(粉末)Zn(粉末)Pb(粉末)

Cu(岩石)Zn(岩石)Pb(岩石)Cu(粉末)Zn(粉末)Pb(粉末)

10.5850.4450.3780.3740.331

10.4450.3380.4320.426

10.3630.6780.770

10.8590.685

10.959

1

3 X荧光光谱测量与岩石化学分析结果

在矿区探矿坑道刻槽线上,分别进行X荧光剖面测量与化探原生晕剖面取样分析(图6)。由图6可见,X荧光光谱测量计数数据经校正后,其剖面测量曲线特征与原生晕取样分析剖面曲线特征基本一致,在矿脉上方主要峰值完全对应。

由表4可见,与原生晕化探取样分析结果相比,X荧光光谱分析的平均相对误差Zn16.35%;Cu

利用IED2000P型便携式X射线荧光光谱仪,选择安徽绩溪荆州银多金属矿矿区进行找矿条件试验。试验中分别就不同测点密度、基岩与土壤测量、不同湿度条件、基岩与岩石粉末样测量进行了对比研究,确定了最佳的应用条件。X荧光光谱测量法与化探原生晕取样分析对比研究和相关分析表明,应用X荧光光谱法进行找矿研究不失为一种方便快捷和行之有效的找矿方法。

4期钱建平等:便携式X射线荧光光谱仪应用条件试验及效

果

501

关系数都在0.83以上,均大于临界值0.413( =0.05,n=21),由此可见,X射线荧光光谱测量技术不失为一种快速可靠便捷的地质找矿方法。

4 结论

通过对便携式X荧光光谱仪现场系统的找矿试验研究,确定了X荧光光谱法找矿的最佳条件。(1)在异常体和矿化带较窄的情形下,应增大测量密度,但随着取样密度增大,工作量相应增大,因此在确定取样间距时,要综合考虑找矿效果和实际工作量两个因素。

(2)基岩X荧光光谱测量更能客观地反映地质体的异常特征。在基岩出露头较好的情况下,尽可能采用基岩X射线荧光光谱测量。

(3)湿度因素不会影响异常的存在,但会降低异常的强度。为了避免X荧光光谱测量的系统误差对成图质量的影响,最好在同一湿度条件下进行工作。

1!震旦系兰田组;2!矿化蚀变岩;3!铅锌矿体;4!含炭硅质板岩;5!断层;6!地层(矿体)产状

图6 X荧光光谱测量(a)与原生晕化探测量(b)对比 表4 原生晕取样分析与X荧光光谱测量数据统计 %

分析方法化探取样分析

元素Zn1Cu1Pb1Zn2

X荧光光谱测量

Cu2Pb2

最小值0.010.020.020.020.030.03

最大值1.041.6010.080.731.259.16

平均值标准离差0.24

0.261.670.230.251.51

0.34

0.442.490.260.332.13

(4)岩石粉末样X荧光光谱测量较之岩石样测

量值更具有代表性,但样品加工费时费力和丧失其优越性。只有在已有矿区找矿和野外现场简易实验室中可考虑使用。

(5)X荧光光谱测量法与化探原生晕测量法对比研究表明,应用X荧光光谱法进行找矿研究是一种方便快捷和行之有效的找矿方法。

(6)尽管新一代便携式X荧光光谱仪灵敏度已有较大提高,但对被测地质体仍要求具有一定的异常强度,对低缓异常测量还需进一步改进仪器,不断提高测量的灵敏度。

野外工作中得到了黄山地质研究所技术人员的热心协助,在此谨致谢意!

注:样品数为21个;Zn1表示化探采样分析Zn含量,Zn2表示用X荧光光谱测量Zn含量,其他元素同。表5同。

表5 原生晕取样分析与X荧光光谱测量数据相关分析

元素Zn1Zn2Cu1Cu2Pb1Pb2

Zn110.5200.5410.9880.8720.674

10.7150.4670.8380.744

10.4610.6780.977

10.8370.601

10.774

1

Zn2

Cu1

Cu2

Pb1

Pb2

参考文献:

[1] 陈远盘.X射线荧光光谱分析综述[J].分析化学,1979,7(4).[2] 陈远盘.X射线荧光光谱仪的进展[J].分析试验室,1983(3).[3] 王毅民,王晓红.我国地质分析中X射 …… 此处隐藏：3661字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……