2025-07-31 12:44:28 理学中国
地质材料(如岩石、沉积物、矿物和矿石)中的微量元素在自然资源开发与环境研究中具有重要意义。为了建立适用于这类广泛地质材料中微量元素的校准方法,有必要收集涵盖多种成分类型的标准物质。
此外,由于地质材料成分复杂且微量元素含量较低,通常采用压片法进行分析,但确定其最佳分析条件并非易事。
我们提供了一套用于地质材料中微量元素分析的解决方案,名为“GEO-TRACE-PAK”。
本文介绍了GEO-TRACE-PAK分析包,并展示了利用该软件对地质样品中微量元素进行分析的结果。
GEO-TRACE-PAK适用于理学公司的顺序式波长色散型X射线荧光光谱仪,包括ZSX Primus IV、ZSX Primus IVi以及ZSX Primus III NEXT型号。
为了提高WDXRF光谱仪的光谱分辨率,需选配LiF(220)分析晶体。在ZSX Primus III NEXT型号中,还需额外选配Ge晶体。
认证标准物质
为建立 GEO-TRACE-PAK 的校准体系,共使用了 101 种认证标准物质(CRM)。所使用的认证标准物质来自全球多个国家的权威机构。
校准
共建立了26种微量元素的校准曲线,并列出了用于参考的9种主要成分。校准结果汇总如表1所示。在需要时,采用了理论α校正、谱线重叠校正以及康普顿散射线校正等方法。图1展示了具有代表性的校准曲线(Cr、Y 和 Pb)。
校准的准确度通过以下公式计算:
Ci:标准样品的认证值
Ĉi:标准样品的计算值
n:标准样品的数量
m:自由度(2 代表线性,3 代表二次曲线)
LLD(检测下限)通过以下公式计算:
m:校准灵敏度(千计数每秒 / 百万分率,kcps/ppm)
σB:背景强度的标准偏差(千计数每秒,kcps)
IB:背景强度(千计数每秒,kcps)
t:计数时间(秒,s)
部分元素的校准曲线是分段的。左侧和右侧的值分别对应校准曲线下部和上部的准确度。
采用了以下校正方法:
A:理论α校正
L:重叠校正
C:康普顿散射校正
图 1 铬(Cr)、钇(Y)和铅(Pb)的校准曲线
其中,铬的校准曲线分别展示了高含量范围和低含量范围的曲线;钇和铅的校准曲线采用了康普顿散射校正,曲线的纵轴为元素谱线与铑(Rh)-Kα 康普顿散射线的强度比。
样品制备
GEO-TRACE-PAK可适用于含有或不含粘结剂的压片样品。该校准方法是基于不含粘结剂的有证标准样品压片建立的,但其中包含了针对不同粘结剂混合比例的校正系数,因此也适用于不同粘结剂比例的样品。如果使用粘结剂,则粘结剂的含量应不超过样品总重量的20%,且应使用SpectroBlend®粘结剂。
分析样品粒径应研磨至50微米以下。
评价分析
评价分析使用ZSX Primus IV光谱仪进行,该仪器配备4 kW铑靶X射线管。选用了两种有证标准样品——GSR-4(砂岩)和SY-4(闪长片麻岩)进行评估分析;每种标样各制备了两片压片样品,一片不加粘结剂,另一片加入10%(质量分数)的SpectroBlend®粘结剂。
分析结果列于表 3。
结论
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