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

锆英砂样品中锆铪谱线饱和厚度的计算及应用

李小莉, 安树清, 于兆水, 张勤. 锆英砂样品中锆铪谱线饱和厚度的计算及应用[J]. 岩矿测试, 2014, 33(2): 224-229.
引用本文: 李小莉, 安树清, 于兆水, 张勤. 锆英砂样品中锆铪谱线饱和厚度的计算及应用[J]. 岩矿测试, 2014, 33(2): 224-229.
Xiao-Li LI, Shu-Qing AN, Zhao-Shui YU, Qin ZHANG. Line Saturation Thickness Calculation for Zirconium and Hafnium in Zircon Sand Samples and Its Application[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(2): 224-229.
Citation: Xiao-Li LI, Shu-Qing AN, Zhao-Shui YU, Qin ZHANG. Line Saturation Thickness Calculation for Zirconium and Hafnium in Zircon Sand Samples and Its Application[J]. Rock and Mineral Analysis, 2014, 33(2): 224-229.

锆英砂样品中锆铪谱线饱和厚度的计算及应用

详细信息
    作者简介: 高级工程师,主要从事X射线荧光光谱分析及方法研究。E-mail:zanghonghua97@qq.com
  • 中图分类号: O614.412; O614.413; O657.34

Line Saturation Thickness Calculation for Zirconium and Hafnium in Zircon Sand Samples and Its Application

  • 应用熔融制样X射线荧光光谱法测定锆英砂中的锆,通常采用Zr Kα线,而采用Zr Kα线作为分析线对熔融片来说并未达到饱和厚度,因此Zr的线性差,测定结果误差大。本文采用波长色散X射线荧光光谱法测定锆英砂样品中锆铪硅铝钙钛铁镁钠铪磷锰等12种组分。重点研究了锆分析谱线的选择,通过理论计算熔融片中Zr Kα线的饱和厚度为6638 μm,而Zr Lα线的饱和厚度为20 μm。由于熔融制备样片厚度为2500 μm,在熔融片中Zr Kα线远未达到饱和厚度,因此测定锆时应用Zr Lα谱线取代文献中应用的Zr Kα谱线。采用Zr Lα线,校准曲线的标准偏差(RMS)为0.39,而Zr Kα线的RMS为1.03,ZrO2分析结果的准确度和精密度有了显著的提高。对于锆,Hf Lα和Hf Lβ线饱和厚度分别为971 μm、1444 μm,由于Hf Lα1谱线与Zr Kα二次谱线重叠,因此测定铪时应用Hf Lβ线作为分析线。实验还对四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂、熔样比例和熔样温度等实验条件进行了优化,使用理论α系数和经验系数法校正基体效应,各元素计算的检出限与实际能报出的结果基本一致,方法精密度(RSD)为0.1%~10.9%,各元素的测定值与化学法测定值相符,表明通过饱和厚度的计算确定的锆和铪测定谱线具有可行性。
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  • 表 1  待测元素的测量条件

    Table 1.  Measurement condition of elements by XRF

    元素分析线晶体准直器
    (μm)
    探测器电压
    (kV)
    电流
    (mA)
    2θ(°)时间(s)PHA
    峰值背景峰值背景LLUL
    BrKαLiF200150SC606029.938231.00001042575
    ZrKαLiF200150SC606022.516224.516020103463
    Zr1LαGe111300F-PC30120136.8074139.138630102678
    CrKαLiF200300F-PC606069.369670.973830101273
    HfLβLiF200300F-PC606039.906439.906424102268
    MnKαLiF200300F-PC606062.985264.606820101372
    AlKαPE002300F-PC30120145.0788147.604424102278
    FeKαLiF200150F-PC606057.500655.500620101572
    CaKαLiF200150F-PC30120113.1490112.148024103073
    KKαLiF200300F-PC30120136.7600134.000030143174
    PKαGe111300F-PC30120141.0076142.975830163565
    TiKαLiF200300F-Pc409086.176685.046630102869
    SiKαPE002300 F-Pc30120109.1236111.479620102075
    ZnKαLiF200150SC606041.764442.78582010207
    NaKαPX1700F-PC3012027.739030.026840203565
    26.2994
    MgKαPX1700F-PC3012022.971024.446240103565
    21.0692
    注:元素Zn和Br分别用于扣除对 Na和Al的谱线重叠干扰;Na、Mg为两点扣背景;SC为闪烁计数器,F-PC为流气计数器,Duplex为串联F-PC和封闭正比计数器;PHA为脉冲高度分析器,LL为下甄别阈,UL为上甄别阈。
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    表 2  标准样品中各组分的含量范围

    Table 2.  Concentration range of elements in calibration samples

    元素含量范围(%)
    ZrO20.187~65.90
    TiO20.07~3.806
    MgO0.01~0.3.42
    Al2O30.08~82.36
    SiO20.20~88.89
    CaO0.037~7.54
    Fe2O30.049~5.88
    Cr2O30.01~2.92
    HfO20.62~2.09
    K2O0.016~3.37
    Na2O0.02~3.83
    P2O50.002~0.167
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    表 3  校准曲线参数

    Table 3.  Parameters of calibration curve

    谱线截距斜率标准偏差(RMS)
    Zr Kα-0.018780.993311.02881
    Zr Lα-0.014502.201470.38932
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    表 4  锆英石样品中各组分平均含量

    Table 4.  The average concentrations of different elements in the zircon sample

    元素平均含量
    (%)
    Al2O310.10
    SiO228.47
    P2O50.027
    K2O0.024
    CaO2.075
    TiO24.965
    Cr2O31.011
    MgO0.477
    Fe2O32.01
    ZrO248.11
    HfO20.85
    Na2O1.847
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    表 5  方法检出限

    Table 5.  Detection limits of the method

    元素检出限
    (μg/g)
    Al2O3 597.5
    SiO2147.5
    P2O567.6
    K2O41.9
    CaO53.6
    TiO260.1
    Cr2O329.2
    MnO20.7
    Fe2O330.9
    ZrO2(1)200.1
    ZrO2(2)388.6
    HfO245.4
    注:ZrO2(1)为Zr Kα线的检出限,ZrO2(2)为Zr Lα线的检出限。
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    表 6  方法精密度

    Table 6.  Precision tests of the method

    元素方法精密度(n=12)
    含量(%) RSD(%)
    ZrO237.880.1
    TiO20.251.3
    MgO3.450.2
    Al2O30.0178.4
    SiO20.154.4
    CaO1.32830.2
    Fe2O30.0512.3
    Cr2O31.450.1
    HfO21.440.1
    K2O0.00910.9
    Na2O0.0878.0
    P2O50.411.6
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    表 7  方法准确度

    Table 7.  Accuracy tests of the method

    元素JRRM701样品元素含量(%)SARM-13样品元素含量(%)
    化学法测定值化学法测定值
    Na2O1.4211.390-0.014
    MgO0.4770.512(0.044)0.056
    Al2O30.610.6810.109.98
    SiO228.4728.1032.5632.80
    P2O50.0270.0350.230.236
    K2O0.0240.0250.0210.023
    CaO2.0752.0860.140.135
    TiO24.964.990.2950.284
    Cr2O31.0111.064--
    Fe2O32.012.080.190.21
    ZrO248.1147.8064.0164.44
    HfO20.850.841.291.32
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出版历程
收稿日期:  2013-10-13
录用日期:  2013-11-04

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