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

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. 手持式X射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用[J]. 岩矿测试, 2014, 33(4): 512-516.
引用本文: 张学华, 李强, 黄雪华, 姚会强. 手持式X射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用[J]. 岩矿测试, 2014, 33(4): 512-516.
Xue-hua ZHANG, Qiang LI, Xue-hua HUANG, Hui-qiang YAO. Application of Hand-held X-ray Fluorescence Spectrometer in the Exploration of Cobalt-rich Crust Resources[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(4): 512-516.
Citation: Xue-hua ZHANG, Qiang LI, Xue-hua HUANG, Hui-qiang YAO. Application of Hand-held X-ray Fluorescence Spectrometer in the Exploration of Cobalt-rich Crust Resources[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(4): 512-516.

手持式X射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用

  • 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-R-07)
详细信息
    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
  • 中图分类号: O657.34

Application of Hand-held X-ray Fluorescence Spectrometer in the Exploration of Cobalt-rich Crust Resources

  • 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(GBW 07337~GBW 07339)和多金属结核国家标准物质(GBW 07249、GBW 07295和GBW 07296)作为校准样品,建立了手持式X射线荧光光谱仪测定富钴结壳样品的校准曲线。方法经国家标准物质GBW 07339验证,元素Mn、Fe、Co、Ni和Cu的精密度(RSD)在0.3%~3.0%之间,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。
  • 加载中
  • 图 1  岩心的原位分析校正前结果与实验室分析结果对比

    Figure 1. 

    图 2  岩心的原位分析校正后结果与实验室分析结果对比

    Figure 2. 

    图 3  Mn/Fe比值和品位随深度的变化趋势

    Figure 3. 

    表 1  各元素校准曲线

    Table 1.  Calibration curve of the elements

    分析元素 校准方程 相关系数 R2
    Mn y=0.9142 x+1.5633 0.9994
    Fe y=1.0244 x-0.2017 0.9998
    Co y=1.1543 x+0.1702 0.9896
    Ni y=1.1011 x+0.0139 0.9991
    Cu y=1.1144 x+0.0460 0.9981
    下载: 导出CSV

    表 2  方法精密度

    Table 2.  Precision tests of the method

    元素 元素含量(%) RSD(%)
    标准值 分次测定值 平均值
    Mn 20.50 20.70 20.57 20.53 20.66 20.61 20.61 0.3
    Fe 14.90 14.71 14.88 14.78 14.84 14.96 14.83 0.6
    Co 0.56 0.57 0.56 0.56 0.56 0.57 0.56 1.0
    Ni 0.40 0.39 0.40 0.40 0.42 0.41 0.40 2.8
    Cu 0.15 0.15 0.15 0.15 014 0.15 0.15 3.0
    下载: 导出CSV

    表 3  样品分析结果对比

    Table 3.  Comparison of analytical results with different methods

    站位号 分析方式 元素含量(%)
    Mn Fe Co Ni Cu
    JQ-1 原样 22.25 8.38 0.39 0.55 0.17
    烘干样 25.85 10.69 0.49 0.70 0.18
    压片制样 26.19 10.81 0.51 0.75 0.17
    JQ-2 原样 21.79 11.59 0.66 0.47 0.15
    烘干样 26.46 14.23 0.77 0.59 0.17
    压片制样 26.95 13.96 0.81 0.63 0.15
    JQ-3 原样 20.08 15.66 0.42 0.29 0.12
    烘干样 23.64 20.19 0.52 0.38 0.11
    压片制样 23.41 20.25 0.55 0.41 0.11
    JQ-4 原样 20.45 7.47 0.48 0.52 0.14
    烘干样 23.18 10.51 0.58 0.69 0.13
    压片制样 22.86 10.23 0.59 0.66 0.13
    下载: 导出CSV
  • [1]

    王建平.大洋中Ni、Co、Pt资源概况及开发建议[J].中国矿业,2004,13(8):40-43. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKA200408011.htm

    [2]

    刘玉山,吴必豪.海底金属矿产资源的开发——回顾与未来展望[J].矿床地质,2005,24(1):81-84. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KCDZ200501011.htm

    [3]

    詹秀春,樊兴涛,李迎春,王祎亚.直接粉末制样-小型偏振激发能量色散X射线荧光光谱法分析地质样品中多元素[J].岩矿测试,2009,28(6):501-506. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS200906000.htm

    [4]

    张学华,吉昂,卓尚军,陶光仪.SZ-1型同位素X射线荧光分析仪分析多金属结核中锰铁钴镍铜[J].岩矿测试,1999,18(2):124-127. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS902.009.htm

    [5]

    吴小勇,陈永君,王毅民.Si-PIN探测器便携式X荧光分析仪在海洋多金属结核结壳分析中的应用[J].岩矿测试,2002,21(1):33-36. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS200201007.htm

    [6]

    葛良全,赖万昌,林延畅.现场X射线荧光检测技术研究[J].四川地质学报,2006, 26(2):117-120. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SCDB200602016.htm

    [7]

    樊兴涛,李迎春,王广,白金峰,姚文生,袁继海,詹秀春.车载台式能量色散X射线荧光光谱仪在地球化学勘查现场分析中的应用[J].岩矿测试,2011,30(2):155-159. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201102008.htm

    [8]

    葛良全.现场X射线荧光分析技术[J].岩矿测试,2013,32(2):203-212. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201302005.htm

    [9]

    葛良全,赖万昌,林玲,林延畅.水底沉积物原位X射线荧光测量中水分的影响与校正[J].核技术,2004,27(4):273-276. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJSU200404007.htm

    [10]

    夏庆霖,成秋明,陆建培,肖文,桑浩,袁兆宪,刘艳,邱俊玲.便携式X射线荧光光谱技术在泥河铁矿岩心矿化蚀变信息识别中的应用[J].地球科学——中国地质大学学报,2011,36(2):336-340. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX201102020.htm

    [11]

    Gazley M F, Vry J K, Plessis E D, Handler M R.Application of portable X-ray fluorescence analyses to metabasalt stratigraphy, Plutonic Gold Mine, Western Australia[J].Journal of Geochemical Exploration,2011,110:74-80. doi: 10.1016/j.gexplo.2011.03.002

    [12]

    Rowe H, Hughes N, Robinson K.The quantification and application of handheld energy-dispersive X-ray fluorescence (ED-XRF) in mudrock chemostratigraphy and geochemistry[J].Chemical Geology,2012,324:122-131.

    [13]

    韩平,王纪华,陆安祥,马智宏,潘立刚.便携式X射线荧光光谱分析仪测定土壤中重金属[J].光谱学与光谱分析,2012,32(3):826-829. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GUAN201203056.htm

    [14]

    李强,张学华.手持式X射线荧光光谱仪测定富钴结壳样品中锰铁钴镍铜锌[J].岩矿测试,2013,32(5):724-728. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201305011.htm

    [15]

    赵宏樵,郑存江,初凤友,王笑笑.富钴结壳中成矿元素的微区分布特征及其地质意义[J].海洋学研究,2009,27(2):84-89. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DHHY200902012.htm

  • 加载中

(3)

(3)

计量
  • 文章访问数:  533
  • PDF下载数:  3
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2013-12-25
修回日期:  2014-01-28
录用日期:  2014-06-16

目录