探讨岩矿测试技术状况及解决办法

曹开科，和 莉

(青海省有色地质测试中心，青海 西宁 810007)

0 前 言

近年来随着我国经济的不断发展，各种岩矿资源不断的被开发利用，与地质勘查相关的工作量越来越大，工作难度越来越高，同时由于时代发展的需要，对地质勘查工作相关要求也越来越高。而根据目前的地质勘查工作情况来看，岩矿测试技术的发展为地质勘查工作提供了很大的帮助，它作为地质勘查队伍找矿的“眼睛”[1]，为地质勘查队伍探测矿源指明了方向，有效的提高了地质勘查队伍的工作效率，为我国矿产资源开采作出了重要贡献。但是当下的岩矿测试方法与技术仍然存在很多的问题，为了适应地质勘查工作的新要求，也为了进一步提高岩矿测试的准确性和时效性，本文将对岩矿测试方法与技术进行分析。

1 岩矿测试技术

1.1 岩矿测试

岩矿测试学科是地球科学应用的一个分支学科，其主要工作内容是对指定目标的岩石及矿物进行物理分析和化学分析，以确定岩石或者是矿物的化合物组成，并且确定不同的物质在岩石或者矿物中所占的比例及含量多少，为相关研究与测试人员提供定性定量的数据。

1.2 岩矿分析的特点

岩矿分析主要有以下特点：

1)岩矿称样量的变化非常大；

2)用于分析的岩矿所包含的矿物种类非常多，而且各种矿物含量分布不均匀，差别非常大，所以进行分析时项目繁多，需要非常的细致入微；

3)所选取的岩矿分析样品需要具有代表性，这样才能实现由点到面，通过对样品的各种情况进行分析以达到对矿山的整体情况进行掌握；

4)对岩矿样品进行分析时，由于该样品具有多样性与复杂性，而且又具有对矿山实际情况的代表性，所以对于岩矿样品的分析技术与加工工艺要求非常高。

2 岩矿测试技术现状分析

借助于现代科学技术，我们对岩矿测试技术按其主要的研究方向分为宏观、微观、古代研究3个大的方面进行现状分析。

2.1 宏观方面

从宏观方面对岩矿测试技术的现状进行研究，主要表现从地球的宏观角度来看待岩矿测试技术的运用。首先将地球放在宇宙范围内，将其与其它天体进行对比分析，使我们了解到了地球的物质形态，解决了多年来科学技术无法解释的现象。然后地球上的人类从全球角度出发，通过科学研究理论数据表明我们居住的地球与古老的认识有很大差别。另一方面，从地球大环境的改变，认识到我们在工业生产与经济发展的过程中，要保护好我们的地球资源，保护环境，走可持续发展道路，而且保护环境成为了当代人极其重要而又迫切的任务。所以从宏观角度看待岩矿测试，为人类生存与发展指明了方向，为科学研究提出了新课题，开辟了新领域[2]。

2.2 微观方面

微观方面看待岩矿测试技术主要表现在对地球上极其微小世界的探究，比如矿山各种矿元素的含量、矿物质的分布情况、矿元素的微观分子原子结构，很多时候对矿物质元素的研究已经细致到微米、亚微米甚至纳米。通过相关技术对我们周围的物质元素进行分析研究，让我们认识到了地球上所有物质形态的构成，了解了物质的起源与生长发展情况，对地球上的所有物质有了一个清晰的认识。

2.3 古代研究方面

为了对历史的发展进程与文化进行研究与分析，岩矿测试是考古工作中的重点部分。为了研究地球万物的发展历程及以后的演变趋势，运用岩矿测试技术对古气候、古环境、古生态学进行研究，为地质科学探索打下了坚实的基础，对石荀、叠层石、贝壳、珊瑚、岩层进行研究，分析地质变化。

3 岩矿测试的步骤和技术

3.1 岩矿样品加工

当我们采集到原始岩矿样品时，通常会被送到实验室进行岩矿加工，以完成对岩矿样品进行重量鉴定。不同的岩矿种类有不同的质量，小质量的有几克，中等质量的有几公斤，大的有几十公斤至几百公斤不等。对原始岩矿样品进行加工以获得岩矿样品是我们岩矿鉴定工作的第一步程序。

3.2 定性分析和半定量分析

通过对原始岩矿样品进行加工，以后获得均匀的待测岩矿样品以后，就是对岩矿的定性分析和半定量分析。这里的定性分析是指测试岩矿样品的元素组成，掌握该岩矿的基本类型。半定量分析是指对待测岩矿样品中的各种元素含量及占比进行定量分析。在这种粗略的定性与定量测试基础之上，结合具体的要求与规定，在检测工具技术与环境允许的能力范围之下，制定出对待测元素所采用的测定方案与技术，准备相应的消除干扰措施。

3.3 确定测定方法

确定元素的测定方法要根据上一步完成的定性和半定量分析数据与结果，有计划有目的的进行，其测定的方向主要是待测定元素的准确含量和待测样品中的共存元素具体情况。

3.4 鉴定分析方案的确定

鉴定分析方案的确定是岩矿测试程序中最复杂的工作，因为岩矿样品中所含的元素种类与含量各不相同，而且多种元素共存，相互影响，所以对不同的元素进行鉴定分析时要分别选用相适应的测定方法和分离方法。对岩矿样品的鉴定分析，通常要考虑对岩矿样品中各种元素设定不同的鉴定方法，同时还要对共存的不同元素之间设定不同的分离方法，当运用外界方法将被测定元素之外的其他元素分离之后，还要为其他混合元素设定分解方法，同时每个步骤中要设定干扰元素的消除方法，这其中任何一项工序做的不准确不彻底都将影响到最终的检测结果。

3.5 分析鉴定

当分析鉴定方案确定以后，我们就可以按照分析鉴定方案，有步骤、有计划、有目标的对岩矿样品进行分析鉴定。要注意的是，在分析鉴定的过程中一定要严格遵守相关的操作程序，小心谨慎的对待每一步分析鉴定工作，避免操作错误，降低操作误差，尽量保证鉴定分析的结果具有较高的准确性。

3.6 审查分析结果

当分析鉴定工作完成以后，就是对鉴定分析的结果进行审查分析，通过参数对照分析鉴定的结果是否准确，同时通过相应的审查与检验工作，找出鉴定分析过程中隐藏的问题，以便在鉴定分析的时候能够解决更多的问题，在这样一次一次的审查分析之后，最终的鉴定结果将会更加准确。

4 岩矿分析技术

4.1 元素形态分析技术

岩矿中含有各种各样的元素，每种元素都具有各自的特性，不同的元素在不同的存在情况下会显示出不同的特点，对岩矿中的元素进行分析，首先应该将岩矿样品中的元素提炼出来观察其物理形态。不同的颜色具有不同的物理形态，对其研究时要使用合适的研究方法。例如采用气相色谱技术对岩矿中的元素进行分析研究，这种方法适合用于大部分岩矿中元素的分析测定，而且在实际应用过程中，具有很高的准确性和有效性。

4.2 野外现场分析技术

野外现场分析技术多用于地质勘查现场工作的时候，因为它适用于岩矿勘测现场及时的对岩矿元素分布情况进行分析，而且准确度较高，这种技术多用于煤矿的勘探测定过程。另外，野外现场分析技术运用最广泛的是用来研究地质学，对于大型的地质灾害测定优非常高的准确性，例如通过这种方法对地震的变化状态进行掌握，能够为我们提前预防地质灾害做好准备。

4.3 绿色测试技术

创造绿色测试技术同样是为了减少对岩矿测定分析研究为环境造成的污染，是一种保护生态环境降低研究污染的做法，另一方面还能控制样本的损失，使检测结果具有更高的准确性。例如用其他方法对岩矿样品进行测定，会对样品进行一次又一次的加工处理，同时还会用到化学试剂对待测样品中非测定元素进行化学反应，这种做法严重影响到样本的质量，也会对岩矿待测样品的成分带来巨大的损耗。而运用绿色测试，则有效避免了这些损害样本质量的做法，保证了研究的准确性。同时这种测试技术研究费用低，属于低成本操作，而且保护环境。

4.4 色谱测试技术

运用色谱测试技术能够研究待测样品中的有机化学成分。例如现在很多地区的水质受到地质环境的影响，利用色谱技术对水质及土壤进行分析(色谱分析表如下表1),能够检测出水质及其他检测技术不能测出的污染物，然后通过对检测出来的物质进行分析研究，制定相应的解决办法与措施，有效的改善土壤和水质的状况，为绿色生态作出贡献[3]。

表1 色谱分析表

5 地质勘查工作中的问题分析

1) 工作人员能力不高

结合当前从事岩矿测试技术的工作人员总体水平来看，很多一线的岩矿测试工作人员业务综合水平严重限制了岩矿测试技术的应用与发展，岩矿测试工作人员的能力低导致出现了探测速度慢，探测结果准确度不高，岩矿测试工作费时费力等相关问题。而导致一线的岩矿测试工作人员综合素质不高主要原因有以下两点。第一，目前国内高校没有一所能够将岩矿测试技术作为一门专业让学生选择去学习。这样就导致很多学生想要学习岩矿测试技术，但是却不能学到岩矿测试技术的知识与技术，严重限制了学生对岩矿测试技术更深层次的学习。我国各大高校对于岩矿测试技术专业学生教育水平限制了岩矿测试工作人员的发展水平，他们的专业水平低，业务能力不高，不能满足快速变化的时代背景下岩矿测试技术的需要。实际调查显示，我国现有的岩矿测试技术相关工作人员，岩矿测试专业的人才非常少，缺乏岩矿测试的工作经验，处理不好实际工作难题。而且还有很多非岩矿测试专业的人员从事该项工作，他们对工作中所需要用到的大型仪器设备以及相关检测原理与技术理解不到位，需要经过长期的学习与工作经验总结，才能勉强完成相应的工作需要。在这种环境下的岩矿测试技术工作效率非常低，发展非常缓慢，很难开展更高层次的相关工作。导致岩矿测试相关人员能力不高的第二点原因是，岩矿测试机构相关的内部领导与管理出现了问题，通过了解，岩矿测试机构相关领导人员普遍缺乏对岩矿测试工作人员进行理论知识培训与新技术新知识的普及，这样使得很多岩矿测试工作人员在经过多年的工作以后，相关的知识与技术没有得到提高，综合能力没有得到进步，新知识新技术没有及时掌握，不能适应时代发展过程中的岩矿测试工作需要，严重影响了岩矿测试工作进度。在近几年来，国家机构乃至国际相关的专业小组对岩矿测试相关工作比较重视，相关的知识与技术更新频率很高，如果现有的工作人员不能够在工作中学习总结，及时对自己的能力进行更新，掌握最新最好的岩矿测试技能，将会逐渐被淘汰[4-6]。

2) 仪器设备配置不完善

我国的岩矿测试与分析技术经过多年的发展，已经有了不断的进步与提高，所以为技术发展需要所提供的相应设备更新速度也很快。一般的实验室都配备了X荧光光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子质谱仪、原子荧光分光光度计、紫外可见分光光度计主要仪器设备，但是也有很多地区这些设备配备不完善，尤其表现在电子探针、激光拉曼仪等这些岩矿测试高尖端设备的配备，这就使得岩矿测试工作在开展的过程中存在一些短板，很多项目分析只能通过原始落后的手工分析方法进行，导致最终的检出限准确度，精密度以及时间效率，质量都不能达到相应的要求[7]。

6 解决办法

1) 提高测试人员综合能力

通过提高测试人员的综合能力以提高岩矿测试相关工作的效率与质量。提高测试人员的综合能力第一是提高测试人员的基础知识，可以在各大高校更多的开展岩矿测试专业；第二是以更专业的知识与技术武装岩矿测试专业人员，为后续工作过程中的技术提高与进步打下理论基础；第三是在实际工作环境中，岩矿测试管理人员要对员工进行定期培训，定期进行知识以及技术更新，并进行考核，鼓励工作人员多做岩矿测试专业的学术研究，探索更多的岩矿测试知识与技术，提高综合工作能力与学术水平。

2) 优化资源配置

对于很多落后地区存在岩矿测试工作检测设备陈旧与老化等问题，知识与技术得不到更新。国家相关机构应该统筹安排资源利用，实现资源共享，为落后地区提供先进的岩矿测试设备。

3) 优化测试方法

目前各仪器的检测能力都比较高，从理论上来说元素周期表上的元素都能检测。但每到实际应用时却会遇到较多的限制，比如As、Sb等易挥发元素在经酸分解后就不能与Cu、Zn等元素共同存在于一套体系中，不能同时进行检测。测试方法的优化就在于利用相应的技术手段，将常规不能共存于同一体系的元素集中到同一体系中，在减少测量体系的同时也就提高了测试的效率[8]。还可以通过一些分离富集的方法提高待测元素的浓度，提高测量的准确度和精密度。

7 结 语

地质勘查行业发展情况，会受到岩矿测试技术的影响。通过提高测试人员综合能力，优化资源配置，优化测试方法解决岩矿测试中的问题，从而提高效率。