摘要：随着社会的发展以及时代的进步,岩矿分析技术在现代社会的运用显得更加有意义。它能够帮助相关研究人员进行岩矿成分分析与记录,并充分发挥岩矿在人类生产活动中的重要作用。但是随着分析技术的逐渐进步,相关研究人员开始尝试使用仪器分析方式对岩矿进行分析。这种分析方式是切合时代发展趋向的,文章将对此进行分析与研究。
关键词：仪器分析,现代岩矿,分析技术
岩石其实是地壳中形成的特殊物质,它通常是由一种矿物或者多种矿物组成,并且能够在人类社会的生产生活中起到关键性的作用。而岩石矿物分析指的是对正在勘查过程中的目标矿物进行化学成分的分析以及确定,为矿产开采以及矿床查找的下一步措施提供较为准确的先验信息。
1 岩矿分析的主要特征概述
岩矿分析指的不只是对某一种岩矿物质进行研究与分析,因为岩矿物质本身就具有种类繁多的特性,现阶段所勘查明确的岩矿物质,几乎就包括了天然存在的所有元素,因此相比较矿产资源勘测与开采的其他工序流程而言,岩矿分析是最具技术性的工作。之所以称其为最具技术性的工作,是因为岩矿物质本身的包含范围广,更因为在整个分析的过程中需要使用到较为丰富的分析技术。岩矿分析还具有一些其他特点:测试含量的跨度较大,相互干扰较为严重。除此之外,需要技术人员具有高度负责的专业素养以及高超的专业技能也是岩矿分析中较为主要的特征。
2 岩矿分析的发展历史与现状概述
岩矿分析技术由来已久,从产生发展至今经历了较为漫长的时间。纵观整体的发展史,岩矿分析技术的发展大体可以分为三个阶段。
2.1 20世纪50年代
在这个阶段内,由于科学技术发展的限制,岩矿分析主要是以湿法化学分析方式为主,这种分析方式的使用,能够对岩石矿物中的主要成分进行较为详细的分析与记录。20世纪50年代正值我国建国之初,百废待兴,急需相应的科学技术来支持我国的经济发展以及工业生产。而相关技术的使用使得碳酸盐以及硅酸盐的系统分析流程顺利建立,这为我国的建国初期国民经济发展带来了重大的帮助。当然,这种古老的湿法化学分析方式也有很明显的弊端。首先它需要通过较为漫长的操作流程才能够获得分析结果,并且需要耗费高强度的人力成本。在使用该分析方式进行岩石矿物分析的过程中,还很有可能会对环境造成较为严重的污染。因此通过相应的技术改进与完善,来使得传统的湿法化学分析方式弊端得到纠正,是很有必要的,也是很有意义的。
2.2 20世纪50年代至70年代
20世纪50年代至70年代是科学技术高度发达的黄金期,在这个阶段内出现了许多较为先进灵敏、精确度高的分析仪器。这些分析仪器的研发与运用,使得岩石矿物分析迈入了崭新的阶段。首先需要说到的是原子吸收光谱法。这种依托于先进分析仪器而研发的新型分析方法,能够快速准确的测试出岩石矿物中的痕量金属元素,为岩石矿物分析打开了新的局面。同时,X射线荧光光谱法的使用完美替代了原本在20世纪50年代占据主要地位的湿法化学分析技术。这种新兴光谱分析技术的运用,不仅能够代替原本的湿法化学分析技术,进行详细精确的化学分析以及盐酸、碳酸系统的建立。而且相比较传统的湿法化学分析技术而言,这类X射线荧光光谱法,具有更高的分析准确度以及分析速率。因此20世纪50年代至70年代是岩石矿物分析理念得到迅速改进的关键时期,该年段在岩石矿物分析发展史上具有不可忽视的贡献。
2.3 20世纪80年代以后
到了20世纪80年代以后,相关的科学技术发展速率又上升到了一个新的阶段。这阶段中,信息技术的使用对岩石矿物分析领域产生了重大影响。信息技术的发展带来的,是分析技术的自动化以及信息化趋向。
在这个阶段,岩石矿物分析技术的发展不单单是某个国家单独进行的研究,都有各类研究技术的推行与广泛发展,导致该阶段的岩石矿物分析技术产生了国际化的趋向。而随着信息技术的进一步更新,原本的化学分析方式,开始逐渐被仪器分析方式所取代。现代仪器分析方式中有较为具有代表性的探索技术,相关探扫技术能够帮助进行各类分析技术的集合,使得岩石矿物分析更具现代性。而随着矿产资源的勘测与开采工作愈发受到重视,相关资源探测与开采小组开始尝试通过野外现场分析的方式来进行岩石矿物的分析与研究,这就为现代的岩石矿物分析挤出了更具技术性标准的高要求。在信息技术的发展以及科学研究发展的双重加持下,未来的岩石矿物分析应当会变得更加注重痕量以及超痕量分析技术,使得岩石矿物分析中一直存在的两大技术难题,即贵金属分析以及稀土金属元素分析技术难题得到攻克。
3 仪器分析在现代岩矿分析中的应用
仪器分析相比较传统的化学分析方式而言,具有明显的优势。因此使用仪器分析方式来进行现代岩石矿物的分析是很有必要的,也是很有意义的。下文将对仪器分析在现代岩矿分析中的应用进行研究。
3.1 精度与密度较高
国家在现代岩石矿物分析技术的使用中,一直都有相对应的标准来规范,最终检测的精度与密度。而在使用仪器分析方式对现代岩石矿物进行分析的过程中,相关技术人员都会自觉的使用国家一级标准来对岩石矿物的勘测精度与密度进行相对应的考核与记录。具体而言,相对应的精确度要求控制是0.13,超越该数值则被视为不达标。相对应的精密度要求控制在15%,超出该数值也被视为不达标。而在这一标准要求出现之前,地球化学样品分析其实是存在既定标准的。将两个标准进行比对可以清楚的认知到,使用分析仪器来对矿物岩石进行分析要比传统的分析方式有更严苛的精度要求。而在我国相关标准的阐述中还有一个较为特殊的补充规定。该规定中提出了与以往具有较大不同的分析配套方式。在这些配套方案中指定了相对应的分析方式来对岩石矿物进行研究与分析。而这些配套的分析方式中,都有一个相同的特点,那就是所有使用配套方式进行研究与分析的岩石矿物,都需要通过仪器分析的方法来进行测量。同时在使用配套方式进行测量的岩石矿物样品制备中,其制备要求要远远高于传统的地球化学普通样品制备要求。
因此从上述的各个方面都不难发现,使用仪器设备来进行岩石矿物分析,所需要达到的密度与精度要求都要比使用化学分析方式高得多,并且仪器分析在现阶段的岩石矿物分析技术中,占有十分重要的地位。
3.2 检出限较低
补充规定中,除了提出与以往有较大不同的分析配套模式之外,还对33个元素的检出限做出了较为明确和详细的规定。相比较传统的地球化学普通样品制备中的元素而言,补充规定中的检出限都具有较低的特点。在日常的检测分析方法中,有很多方式能够提高元素的检出限。较为常见的是优化分离富集法,这种方式能够在提高待检测溶液中铜的浓度的基础上提升检出限。但需要注意的是使用这种方式来提升检出限,能够提升的范围是有一定限制的,因此在很多情况下并不能起到很好的提升效果。除此之外还有一种方法是通过采用更高灵敏度的元素检测仪器来提升检出限。常用的高灵敏度检测仪器有等离子体质谱以及无火焰原子吸收光谱。按照实验效果来进行分析,使用高灵敏度的检测仪器来提高检出限,其效果要好于使用优化分离富集法。因此在现阶段,大多数技术人员都会采取使用高灵敏度的元素检测仪的方式来进行检出限的提升。随着时代的发展以及科技的进步,未来或许会有比使用高灵敏度检测仪器更加方便快捷的方式来进行检出限的提升,这需要相关技术人员的不断研发努力。
3.3 相关质量的把控更加严格
补充规定除了提到配套分析模式以及检出限详细规定之外,还提到了对实验外部的质量把控。有关实验外部的质量把控内容包含了众多流程,元素合格率的控制就是质量把控的重要内容,除此之外还有标准测量值以及监控样标准值这两者的样本方差检验,也是质量把控中需要注意到的重要内容之一。在设定分析的检出限方面,也需要为了贴合内部质量进行配套合理性限定。与此同时,标准物质合格率也制定了与内部质量贴合的标准。而在外部质量方面也有相应的合格率标准。为了使得我国的地球化学填图技术以及相关的普查工作技术水平能够保持较为领先的状态,我国相关技术人员就需要对地球化学样品分析技术保持高水准的关注。这份关注不单单体现在周密详细的流程制定上,还体现在相关质量的严格把控上。为了使得所有岩石矿物分析技术都能够在相关质量的把控上,保持严格的高水准。有关技术人员必须要使用仪器分析的方式来进行岩石矿物的测定与分析。为了不断的提升分析仪器的灵敏度以及精确程度,我国相关技术人员需要不断的对分析仪器的相关参数进行完善与调整。而完善与调整过程本身少不了信息技术的运用。换句话说,信息技术的运用对于我国的技术人员而言是至关重要的。它能够使得分析仪器往智能化、自动化的方向发展,使得我国的岩石矿物分析向更高阶段迈进。但这并不意味着信息技术的运用,便是岩石矿物分析形态与方式转化的最终状态。只有与时俱进、开拓创新,我国的岩石矿物分析技术才能够不断取得新的突破。
结语
需要注意的是,无论是何种类型的岩石矿物都是短时间内不可再生的珍贵资源。因此,即便采用较为先进的岩石矿物分析技术来对相关成分进行研究与分析,也需要注意到相关岩石矿物的使用不可超出限度,否则将会影响到人类未来的生存与发展。但随着科学技术的不断进步,或许会有更多的方式来提升岩石矿物有关元素在人类生产生活当中的利用率,这是相关研究人员必须关注的。
参考文献
[1]王建华.浅析岩矿分析质量要求与检查方法[J].中外企业家,2019 (21):142.
[2]谢新侃.现代岩矿分析技术中仪器分析的应用[J].内蒙古科技与经济,2018 (19):72.
