地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品的保存探討

鄔珊

（江西有色地質(zhì)勘查二隊 江西贛州 341000）

地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品的保存探討

鄔珊

（江西有色地質(zhì)勘查二隊 江西贛州 341000）

在地質(zhì)科學(xué)研究中，地質(zhì)樣品具有非常重要的地位，它是生態(tài)科學(xué)研究、環(huán)境保護和地質(zhì)資源研究的重點對象。雖然地質(zhì)分析技術(shù)隨著科技水平的發(fā)展得到了一定的改進與完善，但是化學(xué)的地質(zhì)分析技術(shù)依然是礦物石以及巖石等科學(xué)理論技術(shù)的核心。本文簡單論述了地質(zhì)分析技術(shù)的基本情況，通過對地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品的保存的研究，提出了一些相應(yīng)的保護措施。

地質(zhì)樣品；化學(xué)分析；樣品保存

1 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，我國的地質(zhì)事業(yè)也取得了相當大的發(fā)展。地質(zhì)樣品主要包括以各類巖石為主的具有較高科研價值的陸地地質(zhì)樣品和海洋地質(zhì)樣品，其相關(guān)文獻的種類與內(nèi)容比較復(fù)雜，數(shù)量也越來越多。為了能夠更好地對目前我國地質(zhì)分析技術(shù)在現(xiàn)階段取得的主要成果和各個領(lǐng)域的實際應(yīng)用情況進行充分了解，需要對涉及到地質(zhì)分析技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢的主要內(nèi)容進行統(tǒng)一的評價，對所研究的樣品采取一定的保護措施。

2 地質(zhì)樣品化學(xué)分析技術(shù)概括

對于目前我國地質(zhì)分析技術(shù)而言，主要是檢測地質(zhì)樣品中元素的構(gòu)成，地質(zhì)分析技術(shù)也隨著樣品數(shù)量和種類的不斷增加而得到了一定的提升。在20世紀中期，主要是依靠傳統(tǒng)意義上的基礎(chǔ)巖礦分析技術(shù)，還包括主元素以及次元素的具體含量等。70年代以后，化學(xué)分析的主導(dǎo)地位由于各類分析儀器的不斷出現(xiàn)而發(fā)生了變化，特別是以計算機數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的新興技術(shù)占據(jù)了主導(dǎo)地位，為巖礦分析領(lǐng)域帶來一個嶄新的面貌。如今的地質(zhì)分析的主要發(fā)展方向是微區(qū)原位分析，地質(zhì)分析和環(huán)境分析的熱點是同位素分析。所以不難看出綠色無污染分析道路是未來技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路，地質(zhì)化學(xué)分析技術(shù)是地質(zhì)分析的重中之重。

應(yīng)用技術(shù)和分析方法是我國地質(zhì)分析工作的重點。對于最為常見的巖石類地質(zhì)樣品而言，主要有電子探針和全巖分析等方法。全巖分析是對巖石成分的構(gòu)成元素、元素量化比例以及巖石形成的一種生態(tài)環(huán)境的全面分析。全巖分析法對于地質(zhì)樣品研究和地質(zhì)環(huán)境研究有著非常重要的意義，這是因為全巖分析能夠比較徹底的研究巖石，對巖石成分和外部生態(tài)環(huán)境做一個深入的分析與研究，從而能夠全面了解巖石的構(gòu)成元素并且進行定量研究。還有一種就是徹底粉碎巖石樣品，然后從中提取元素再進行元素種類的微觀研究，從而對元素進行量化分析。

3 幾種地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品保存方法

3.1 磷與磷石灰的分析

磷石灰主要來源于沉積狀態(tài)的巖石和火成巖或者是變質(zhì)巖，一般來說，磷元素主要以磷酸鹽的形式存在，按照所含雜質(zhì)的不同，分為氟磷灰石和氯磷灰石。在樣品進行采取過程中要注意對伴生元素的綜合性分析，這主要是因為含磷礦石中存在著許多稀有的元素。

（1）試樣分離與分解。磷元素在礦石中一般都是以磷酸鹽的形式存在，很少以單質(zhì)形式存在。試樣中還有釷、錫、鈦等元素與目標元素伴生，經(jīng)過脫水，磷酸鹽會含有此類元素，這也是二氧化硅的雜質(zhì)。所以說在對于不溶于酸性溶液的物質(zhì)比較多的情況或者精確度要求較高的情況下，還需要對試樣中的殘渣進行充分溶解。分離時，應(yīng)該在550℃的灼燒下對試樣中的有機物質(zhì)進行分解，在灼燒過程中不能使用鉑制器皿和硫酸氫鉀，這是因為在進行試樣測定過程中由于磷的易揮發(fā)性會使硫酸產(chǎn)生煙霧會從而嚴重影響其結(jié)果。

（2）測定。通過運用堿性溶液，熔或者半熔的方法進行檢測含量。一般通過半熔法對礦石進行測定，這種操作方法既基簡便又不會損害坩堝，全熔法可以在特殊條件下進行使用。

3.2 硼以及硼礦石的分析

硼元素在自然界中非分布十分廣泛，硼鉀鎂石、水方鎂石以及硼鎂石是比較常見的礦石類型。硼鎂鐵礦以及磁鐵礦等一些綜合性的礦床都存在分散元素，所以在對分析樣品進行采取過程中應(yīng)該注意綜合利用。我們應(yīng)該注意以下幾點，在分析過程中，應(yīng)將樣品溫度保持在60℃左右并且保持干燥的時間長為3h，該礦物中以氧化硼為主的信息檢測合格后才能進行分析，還有對礦石中的水分的檢測。

（1）試樣分解。將試樣放在高濃度的鹽酸溶液中進行加熱沸騰，試樣中硼的含量由于其揮發(fā)性而逐漸減少，我們可以通過在徽沸階段維持體積系數(shù)來解決這個問題。對于像硅硼鈣石或者斧石這類不溶于酸性溶液的試樣，一般通過將少量試樣放在坩堝上進行加熱熔融來對其進行分解，如果試樣中存在鋁元素，可以加一些石英砂來起到助熔的目的來使得分解更加徹底。

（2）試樣分離。通過甲醇使試樣中硼元素轉(zhuǎn)變?yōu)榕鸺谆训男问竭M行蒸餾，從而徹底分離試樣中的硼元素。

3.3 極譜法測定地質(zhì)樣品中的錫分析

目前測定錫含量的方法有絡(luò)合滴定法、碘量法、分光光度法、氫化物發(fā)生一原子熒光光譜法、示波極譜法、火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法和發(fā)射光譜法等。對極譜法測定復(fù)雜地質(zhì)樣品中錫進行研究，試樣經(jīng)被鹽做共沉淀劑，EDTA做掩蔽劑，然后在鹽酸一氯化錢底液中，用JP-303B型極譜分析儀于峰電位-480mV（對飽和甘汞電極）測定錫，同時用JPS-2A全微機化示波極譜儀進行對比試驗，再現(xiàn)性良好。結(jié)合《中華人民共和國國家標準（GB/T14352.13-2010）鎢礦石、鋁礦石化學(xué)分析方法第13部分：錫量測定》和《中華人民共和國國家標準（GB6730.33-86）鐵礦石化學(xué)分析方法：示波極譜法測定錫量》，對國標方法進行改進。通過大量復(fù)雜地質(zhì)樣品驗證，該法靈敏度高、快速、實用性強，結(jié)果穩(wěn)定、準確可靠。地質(zhì)樣品成分復(fù)雜，所以無論用何種熔礦方式，必須保證樣品分解完全。用極譜法測定錫時，熔礦方式多采用酸溶或過氧化鈉全熔。酸溶具有局限性，只適用于渣、煙塵、金屬等酸可溶試樣，對于酸不可溶的復(fù)雜地質(zhì)樣品需用過氧化鈉全熔才能使樣品分解完全，使錫全部熔出，經(jīng)熱水浸提后大部分金屬元素生成氫氧化物沉淀與錫分離，有利于錫的后續(xù)測定。

3.4 對于貴金屬的分析

貴金屬是我國十分重要的資源，特別是含有貴金屬的廢料的再生和重新利用成為取得更多金屬資源的主要途徑。由于技術(shù)上的不完善以及較難的貴金屬分析加大了金屬再生利用的難度。隨著我國科技的不斷發(fā)展，在貴金屬回收利用領(lǐng)域ICP-MS這種靈敏度極高的技術(shù)已經(jīng)取得了大范圍的應(yīng)用，還有中子活化等新型分析方法的應(yīng)用逐漸成熟和標準系列物質(zhì)的出現(xiàn)為元素分析提供了準確的數(shù)據(jù)，這些都促進了貴金屬分析的進一步發(fā)展。

3.5 樣品保管

①在分析土壤中有機氯樣品時應(yīng)將溫度保存在-18℃的冷凍箱中；②在采集土壤中有機磷樣品后可將溫度控制在-18℃的冷凍箱中保存3d；③在分析有機磷農(nóng)藥不穩(wěn)定的項目時應(yīng)該取20g新鮮土樣進行含水量測定，其他項目可以將土壤風(fēng)干；④在對大部分硼礦試樣的粉末進行分析時應(yīng)該貯存在磨塞廣口瓶中來保持其水分；⑤將土壤樣品貯存在干凈硬質(zhì)玻璃容器中注意保存。以上是有關(guān)地質(zhì)樣品的保存方法的簡單歸納。

4 地質(zhì)樣品保存的有效措施

地質(zhì)樣品是進行地質(zhì)環(huán)境研究最重要的資源，地質(zhì)樣品的保存對于我國更好的進行地質(zhì)資源研究具有重要意義，所以地質(zhì)樣品的保存也是一項非常重要的工作。

4.1 制定科學(xué)合理的樣品保存管理體系

要想建立一個科學(xué)合理的管理體系，作為樣品管理機構(gòu)需要制定科學(xué)合理化的樣品管理標準，從各個方面加大樣品管理力度，國家也要大力支持地質(zhì)資源各方面的樣品保存工作。我們需要科研人員不斷努力來改變當前不統(tǒng)一的樣品管理現(xiàn)狀，研究出更多合理的樣品管理標準。地質(zhì)樣品的保護是國家地質(zhì)資源開發(fā)研究的長遠目標的需要，也是對于我國地質(zhì)資源的開發(fā)具有重要的戰(zhàn)略意義。

4.2 擴大樣品資源共享平臺

擴大資源共享平臺，拓寬資源共享渠道是非常重要的，對于國際間的地質(zhì)資源保護具有重要意義。在這個過程中不僅加強了各國之間科研上的交流互動，還在一定程度上吸收了國外樣品庫管理經(jīng)驗，推進了我國樣品資源保護的進度。

4.3 加大地質(zhì)樣品保護的力度

由于地質(zhì)樣品存在環(huán)境的特殊性，特別是對于海洋地質(zhì)樣品來說，對于其保存環(huán)境特別高，所以國家應(yīng)該每年進行撥款來支持地質(zhì)樣品保護設(shè)備的建設(shè)，資金的投入是一項非常重要的舉措。

4.4 加強地質(zhì)樣品保護的制度性建設(shè)

做好地質(zhì)樣品的保存工作是非常重要的，這是因為不僅可以給后世子孫留下珍貴的研究資源，它也是國家的一項重要資源，對于國家地質(zhì)資源的探究、開發(fā)以及資源保護利用有著關(guān)鍵作用。所以需要國家有關(guān)部門要進行高度重視，制定相應(yīng)的政策和制度，對地質(zhì)樣品進行保護。

5 結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展，目前地質(zhì)學(xué)家對于地質(zhì)樣品的化學(xué)分析技術(shù)的研究越來越深入，分析儀器不斷更新，傳統(tǒng)意義上的巖礦分析已經(jīng)不再以單一元素含量測定為主，也越來越需要專業(yè)的技術(shù)人員來操控各種儀器，并且掌握好基礎(chǔ)的理論知識。地質(zhì)樣品化學(xué)分析技術(shù)是一門基礎(chǔ)技術(shù)，在實踐過程中結(jié)合新技術(shù)不斷進行創(chuàng)新和優(yōu)化，從而加快巖礦理論的深一步發(fā)展。

[1]邵建烽.淺析地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品的保存[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2011（6）.

[2]苗磊，楊蘭增.地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品的保存措施分析[J].時代報告，2012（12）.

[3]劉希良.淺析地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品的保存[J].地球，2014（10）.

[4]胡茂華.地質(zhì)樣品的化學(xué)分析與樣品的保存[J].低碳世界，2015（14）.

P575

A

1004-7344（2016）10-0184-02

2016-3-20