发射光谱法测定地球化学样品中银、硼、锡的方法比较

张 琳

（甘肃省第四地质勘查院，甘肃 酒泉 735000）

原子发射光谱法，近年来在金属材料的分析应用方面有了非常大的进展，该方法在分析速度准确度以及应用范围方面，都较适合测定地球样品中的金属元素。本文将就发射光谱法对检测地球样品中的银鹏西三种元素的方法进行比较，分析地球化学样品使用原子发射光谱法测定金属含量和种类的优势[1]。

1 地球化学样品的特点

为了了解区域特征元素的空间分布规律，在地球化学找矿工作当中，需要测量所在地区地表以及地下土壤系统当中的化学样品。一般采取到的中等规模矿床的化学样品数量可以达到上千个[2]。而地球找矿工作当中需要了解的元素非常多，可以达到十几种到几十种不等，因此化学样品的分析项目较多。而在花坛样品当中一些元素的含量通常较低，可以达到微量或者超微量级别。然而有一些其他的元素的含量，却又可以达到工业的级别。所以在样品当中元素的含量除了较低这个特点以外，还有元素含量的变化范围也非常的大。化学地球样品的第4个特征就是由于化碳样品是采自地球的各个圈层当中，有一些是岩石土壤，甚至还有一些是植物水或者气体，这就导致了样品的性质非常复杂，种类繁多。

2 地球化学样品探测对测试方法的要求

结合以上对于化探样品特点的分析，可以有效地总结出地球化学样品测试方面的以下几点要求。首先基于地壳当中元素含量的平均值非常的低，因此化探队分析方法的灵敏度要求较高，并且元素的含量范围较大，所以也要求分析方法要有较宽的量程[3]。在传统的化探工作当中，不要求测定某个样品当中元素的真实含量，通常只需要大致的结果。近年来再去化探扫面的问题提出以后，由于要全面的在全国范围内进行地勘分析的数据整合，对化学探测地球样品的精确度和准确度也提出了相应更高的要求。此外，化学探测样品当中的元素非常多种，因此分析方法要能够在同一次测定当中检出多种元素。根据测定元素种类繁多这个特点，又提出了进一步的分析方法上的要求，就是要提高分析方法的速度，从而有效降低分析的成本投入。

3 地球样品分析的方法

3.1 化学分析法

化学分析也叫湿法分析，主要有容量法、比色分析法和重量法三种。容量法的原理就是通过指示剂来指示化学反应达到平衡终点的滴定分析方法。而比色法是利用分光光度计或者光电比色计来检测待测溶液中的某种元素与化学试剂反应生成具有某种特殊颜色络合物的方法[4,5]。重量法是利用被测元素与某种化学试剂，在一定条件下可以生成沉淀物的方式，将这种元素与其他元素进行分离来称取沉淀物重量计算元素含量的方法。

3.2 仪器分析法

仪器分析法根据原理的仪器可以分为三种，一种是涉及原子外层价电子的分析方法，主要有发射光谱法，第二种是涉及到原子内层电子的分析方法，主要有X射线荧光光谱分析和电子探针分析，而第三种是涉及到了原子核的分析方法，该方法主要有质谱分析，中子活化分析和多道能谱分析。这三种仪器分析方法当中，涉及原子核的仪器分析，具有较高的检测精确度与准确度，较低的检出限，但是这种仪器非常昂贵因此由于经济条件的限制较少应用于实际的化学样品检测分析中。

4 原子发射光谱法检测地球样品的优缺点

原子发射光谱法可以同时检测一个样品当中的多种元素，这是因为在样品被激发以后，其中所含的各种元素会发出他们自身的特征谱线可以通过特征谱线的检测实现同时测定多种元素。其次用原子发射光谱法测定化探样品的时候，不需要经过化学处理就可以对固体或液体的试样进行直接分析，因此原子发射光谱法的检测检测速度较快，可以在几分钟内同时进行几十个元素的定性或定量检测。其次由于每种元素都有自身的特征谱线，所以原子发射光谱法的分析选择性较好。当原子发射光谱采用ICP光源的时候，它的准确度是最高的标准曲线的线性范围，可以宽至4～6个数量级，因此它具有较低的检出限[6]。但是在经典的原子光谱分析，当中各元素的谱线的强度会被较多的因素影响，尤其是单样品的浓度较大的时候，准确度较差。但是每种金属元素都有自身较强的特征性谱线，因此在地矿找矿工作当中对化学样品的检测采用原子发射光谱法将会是最有效快速的检测方法。

5 化学样品的制备

一般对于野外采集回来的样品要经过样品制备来达到符合实验室要求的数量和质量。对于地球化学样品中的岩石和矿石样品需要经过粗碎、中碎、缩分细磨等方法，才能进行下一步的分析[7]。而土壤和水系沉积物样品要经过干燥筛分细磨等步骤。样品经过一系列的预处理以后，达到了分析数量级就可以进行下一步操作。

6 发射光谱测定化学样品中的银、硼、锡

通过对三种样品内标线和分析线分别扣除的背景消除影响后，与三种样品的标准曲线进行分析对比。最终发现测量出来的结果准确度高可以表明原子发射光谱法用在测定化学样品当中的金属元素具有较高的可靠性[8]。本文通过分析了三种元素的十五次测定结果的标准偏差以及相对标准偏差，根据与国家对岩石土壤或水系沉积物检测标准的对比，得到该方法精密度好、检出率低，以及选择性好的结论。

7 结语

本文分析了地球化学样品的特点以及针对该特点提出了对分析检测方法的要求。并且研究了目前化学样品分析方法的种类以及各方法的原理和优缺点，从而找出了适合检测地球化学样品中各元素的方法——发射光谱法。并通过分析原子发射光谱法检测地球化学样品中的银硼烯三种元素的结果，发现在化探分析中该方法对元素的检测纸有较高的精密度和准确度。使用该方法检测化学样品可以简化样品的预处理，大大缩短了劳动时间和劳动强度。其次，原子发射光谱法的检测量需要较少，也减少了工作人员在地质勘测找矿过程中的采样工作量，从而降低了工作人员的采样风险。最后该方法检测样品的时间较短，分析速度也较快，可以有效的节省整个分析过程的时间和成本的投入。因此可以在今后的地球化学样品分析过程当中使用原子发射光谱法测定样品中的元素含量，从而有效提高地勘工作当中的着矿效率，为我国的地质勘察工作以及矿产能源开发工作带来了更高的经济效益。