中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

石英岩化学成分分析标准物质研制

刘瑱, 马玲, 时晓露, 查立新. 石英岩化学成分分析标准物质研制[J]. 岩矿测试, 2014, 33(6): 849-856.
引用本文: 刘瑱, 马玲, 时晓露, 查立新. 石英岩化学成分分析标准物质研制[J]. 岩矿测试, 2014, 33(6): 849-856.
LIU Zhen, MA Ling, SHI Xiao-lu, ZHA Li-xin. Preparation of Quartzite Reference Materials for Chemical Composition Analysis[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(6): 849-856.
Citation: LIU Zhen, MA Ling, SHI Xiao-lu, ZHA Li-xin. Preparation of Quartzite Reference Materials for Chemical Composition Analysis[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(6): 849-856.

石英岩化学成分分析标准物质研制

  • 基金项目: 国土资源公益性行业科研专项(200911044-05)
详细信息
    作者简介: 刘瑱, 高级工程师, 主要从事岩矿测试技术研究和管理等工作.E-mail: ahdss001@163.com
  • 中图分类号: P578.494;TQ421.31;O657.31;O657.63

Preparation of Quartzite Reference Materials for Chemical Composition Analysis

  • 目前巴西、英国、日本、南非等国研制有一些石英岩类标准物质, SiO2含量均在96%以上, 含量范围较窄, 定值元素较少。我国尚无石英岩类的标准物质, 无法满足石英岩勘查和实际应用的需要。本文研制了3个石英岩化学成分分析标准物质, 样品采自我国具有代表性的安徽省凤阳县大庙镇老青山、青海省大通县景阳镇和湖北省蕲春县灵虬山三个石英矿区, 利用流化床式气流粉碎机将样品细碎至-45 μm, 解决了纯度较高的石英岩粉碎加工易受污染的难题。因石英岩样品难以压制成型, 均匀性检验未采用压片制样X射线荧光光谱法, 而是采用以电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法为主的检验方法。结果表明, 方差检验的F值均小于临界值, 证明其均匀性符合要求。为期两年的长期稳定性8次检验中未发现统计学意义上的明显变化, 在颠震和极端温度条件下所检验的短期稳定性良好。经我国十家实验室使用多种分析方法联合定值, 同时探索采用类似元素比较法获取未进行均匀性和稳定性检验的成分的相应不确定度分量, 给出了36个成分的认定值(或参考值)和相应的不确定度。3个标准物质现已被批准为国家一级标准物质(编号GBW 07835、GBW 07836、GBW 07837), 其主要成分SiO2的含量相应为92.93%、95.97%、99.18%, 呈梯度分布。此系列标准物质具有样品粒度均匀、粒度分布范围窄(D25~D75在4~16 μm之间), 定值元素种类多, SiO2含量分布广泛的特点, 可以满足石英岩样品化学成分分析过程中监控的需要。

  • 加载中
  • 图 1  GRSY-1粒度分布图

    Figure 1. 

    图 2  GRSY-2粒度分布图

    Figure 2. 

    图 3  GRSY-3粒度分布图

    Figure 3. 

    图 4  GBW07106粒度分布图

    Figure 4. 

    图 5  GBW03112粒度分布图

    Figure 5. 

    图 6  GBW 03113粒度分布图

    Figure 6. 

    表 1  GRSY-1~GRSY-3与标准物质GBW 03112、GBW 03113、GBW 07106粒度分布比较

    Table 1.  Comparison of grain distribution of GRSY-1~GRSY-3 and known standard materials GBW 07106, GBW 03112, GBW 03113

    参数(μm)GRSY-1
    (石英岩)
    GRSY-2
    (石英岩)
    GRSY-3
    (脉石英)
    GBW 03112
    (硅质砂岩)
    GBW 03113
    (硅质砂岩)
    GBW 07106
    (石英砂岩)
    中位粒径9.669.298.8912.4611.729.79
    体积平均粒径10.6710.179.8319.2519.5915.73
    面积平均粒径4.124.093.914.293.973.41
    D25~D75粒径4.20~15.544.08~14.843.83~14.333.98~28.853.43~28.862.96~23.44
    最大粒径46424210511596
    下载: 导出CSV

    表 2  不同细碎方法检测结果比较

    Table 2.  Comparison of analytical results for samples with different fine crushing methods

    元素含量
    单位
    样品10L787玛瑙球
    磨法测定值
    样品GRSY-3
    气流粉碎法测定值
    认定值
    SiO299.2499.1899.1699.2099.18
    Al2O30.290.270.270.280.29
    CaO0.0350.0380.0380.0370.036
    K2O10-20.0550.0560.0560.0580.050
    Na2O0.010.0110.0110.0110.010
    MgO0.0230.0240.0240.0260.022
    Fe2O30.170.170.170.160.16
    Ba17.416.416.517.317.4
    Sr3.03.13.13.13.0
    V1.801.731.841.751.80
    Be0.100.080.080.080.09
    Cu9.038.938.649.098.90
    Zn3.813.653.893.793.70
    Rb10-63.133.073.133.063.00
    Cd0.0160.0170.0150.0160.015
    Sb0.190.200.190.190.20
    Ce1.011.031.030.981.10
    Pb32.2132.7631.9232.0231.7
    Bi0.0360.0350.0340.0360.034
    U0.110.110.100.090.10
    下载: 导出CSV

    表 3  均匀性检验结果

    Table 3.  Analytical results of homogeneity test

    样品编号统计项目SiO2Al2O3TiO2
    GRSY-1含量平均值(10-2)92.882.400.106
    RSD(%)0.10.71.0
    F1.021.161.26
    GRSY-2含量平均值(10-2)95.981.360.0584
    RSD(%)0.10.71.1
    F1.041.121.21
    GRSY-3含量平均值(10-2)99.130.2860.0125
    RSD(%)0.10.72.1
    F1.071.181.16
    样品编号统计项目P2O5Cr2O3NiPbLaCeUWZrAs
    GRSY-1含量平均值(10-6)24577.222.1408.6116.60.560.4994.40.93
    RSD(%)2.02.52.62.72.02.02.65.84.84.7
    F1.321.161.231.091.141.071.391.121.221.29
    GRSY-2含量平均值(10-6)17879.924.870.19.2819.50.470.354.811.4
    RSD(%)1.72.31.71.62.62.84.15.26.73.2
    F1.331.161.621.651.111.081.031.251.091.09
    GRSY-3含量平均值(10-6)39.753.615.731.50.521.050.0920.22.020.43
    RSD(%)4.93.02.82.64.44.46.46.28.36.7
    F1.361.121.441.021.071.091.351.221.161.08
    下载: 导出CSV

    表 4  长期稳定性检验结果

    Table 4.  Analytical results of long-term stability test

    元素分析方法参数GRSY-1GRSY-2GRSY-3
    AsDAW-AFS平均值(10-6)0.881.320.46
    b10.00028710.0000718-0.000167
    t0.95, 6×s(b1)0.0007780.00120.00107
    CoICP-MS平均值(10-6)1.871.491.66
    b10.0000718-0.0004067-0.0002392
    t0.95, 6×s(b1)0.001080.0005320.00105
    CuICP-MS平均值(10-6)14.7413.389.18
    b1-0.0012680.0002871-0.0039
    t0.95, 6×s(b1)0.00620.008060.00403
    LaICP-MS平均值(10-6)8.639.280.52
    b10.0004306-0.00086120.0004545
    t0.95, 6×s(b1)0.00440.00380.00069
    NiICP-MS平均值(10-6)21.3122.4915.38
    b1-0.0003828-0.0014120.002368
    t0.95, 6×s(b1)0.007060.01350.0039
    PbICP-MS平均值(10-6)40.0369.9931.26
    b10.015480.03574-0.0219
    t0.95, 6×s(b1)0.0270.0380.0272
    UICP-MS平均值(10-6)0.570.480.105
    b10.00028710.00004780.0000311
    t0.95, 6×s(b1)0.0006290.000690.0011
    ZnICP-MS平均值(10-6)11.547.484.05
    b1-0.004665-0.00023210.0006699
    t0.95, 6×s(b1)0.007820.002350.0017
    下载: 导出CSV

    表 6  石英岩标准物质标准值及不确定度

    Table 6.  Standard value and uncertainty of quartzite standard materials

    定值元素标准值(10-2)
    GRSY-1GRSY-2GRSY-3
    SiO292.93±0.1795.97±0.2299.18±0.06
    Al2O32.43±0.111.33±0.060.29±0.03
    TFe2O30.62±0.020.61±0.020.16±0.01
    CaO1.20±0.050.59±0.020.036±0.005
    MgO0.29±0.030.15±0.020.022±0.003
    K2O0.60±0.030.28±0.010.050±0.004
    Na2O0.28±0.030.13±0.020.010±0.002
    TiO20.10±0.010.059±0.0040.014±0.002
    MnO0.015±0.0010.0080±0.00040.0049±0.0002
    P2O50.025±0.0020.018±0.0020.0036±0.0007
    Cr2O30.0077±0.00070.0083±0.00080.0053±0.0008
    LOI1.35±0.090.69±0.050.14±0.04
    定值元素标准值(10-6)
    GRSY-1GRSY-2GRSY-3
    As0.89±0.101.3±0.20.48±0.10
    Ba84.2±1.656.8±1.817.4±1.0
    Be0.41±0.030.21±0.010.09±0.01
    Bi0.036±0.0040.050±0.0040.034±0.004
    Cd0.037±0.0050.025±0.0030.015±0.003
    Ce16.7±0.719.3±0.51.1±0.2
    Cl(34)(38)(15)
    Co1.8±0.11.4±0.11.6±0.1
    Cu14.6±0.713.4±0.68.9±0.4
    Hg(0.003)(0.002)(0.002)
    La8.8±0.39.3±0.30.54±0.06
    Li3.4±0.32.7±0.32.5±0.3
    Mo1.6±0.12.1±0.13.8±0.2
    Ni21.5±1.123.9±1.215.8±0.9
    Pb39.7±2.369.4±3.931.7±2.2
    Rb16.7±0.710.3±0.83.0±0.3
    Sb0.20±0.030.22±0.030.20±0.03
    Sr33.9±1.120.0±1.03.0±0.4
    Th2.9±0.21.8±0.10.14±0.03
    U0.58±0.040.48±0.050.10±0.01
    V11.9±0.77.4±0.41.8±0.2
    W0.47±0.060.27±0.040.19±0.03
    Zn11.2±0.67.8±0.73.7±0.3
    Zr93±653±4(1.7)
    下载: 导出CSV

    表 5  均匀性、稳定性及定值不确定度比较

    Table 5.  Comparison of homogeneity, stability and uncertainty

    元素测定不确定度uc样品稳定性引入的不确定度us样品均匀性引入的不确定度ubb
    GRSY-1GRSY-2GRSY-3GRSY-1GRSY-2GRSY-3GRSY-1GRSY-2GRSY-3
    As0.0430.0570.0440.0070.0110.00960.0130.0090.006
    Al2O30.0500.0210.007---0.00440.00220.0014
    Ce0.2890.1990.051---0.0600.0410.0095
    Co0.0310.0190.0420.00970.00480.0095---
    Cu0.3020.2590.1690.0560.0720.036---
    Cr2O30.00030.00030.00020.000050.000050.00004
    La0.1320.1160.0260.0400.0340.0060.0410.0360.004
    Ni0.5100.5400.4280.0630.120.0350.1370.0820.131
    P2O50.0010.0010.0003---0.000180.000110.00008
    Pb1.0731.9130.9740.240.340.240.2230.5600.077
    SiO20.0800.1030.029---0.00940.01340.0087
    TiO20.0020.0020.001---0.000340.000210.00007
    U0.0170.0190.0050.00570.0060.0010.00580.00230.0011
    W0.0240.0160.011---0.00680.00530.0033
    Zn0.2530.3110.1300.0700.0210.015---
    Zr2.5701.5730.209---0.6570.3430.046
    下载: 导出CSV
  • 加载中

(6)

(6)

计量
  • 文章访问数:  986
  • PDF下载数:  1
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2014-01-27
修回日期:  2014-10-26
录用日期:  2014-11-15
刊出日期:  2014-06-25

目录