朱詠花

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣西總隊(duì)，廣西 桂林 541002）

現(xiàn)階段，我國對(duì)頁巖檢測(cè)的研究主要側(cè)重對(duì)其礦物特性、含氣性、物理特征等方面，對(duì)于頁巖生物演化、巖系成因等方面的研究較少。而電感耦合等離子體發(fā)射光譜法專門針對(duì)頁巖中微量元素進(jìn)行測(cè)定，能夠從巖系成因、生物演化等角度對(duì)頁巖進(jìn)行深入的探究，所以具有極高的研究?jī)r(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。這種方法具有基體干擾小、精準(zhǔn)性高、靈活性強(qiáng)、線性約束小的特點(diǎn)，可以同時(shí)對(duì)多元素進(jìn)行檢測(cè)，從而廣泛的應(yīng)用到不同領(lǐng)域頁巖的樣品檢測(cè)上[1]。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）儀器：iCAP儀，Thermo Fisher6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。工作條件：保障射頻功率在1.2kW左右，實(shí)驗(yàn)中等離子氣流量在每分鐘12.0L左右，輔助氣流量在每分鐘1.50L左右，進(jìn)樣速率控制在每分鐘1.50mL，進(jìn)樣的時(shí)間控制在30s，霧化器的壓力始終處于0.4MPa的水平，垂直觀測(cè)高度控制在12mm，如涉及重復(fù)測(cè)量，測(cè)量的次數(shù)控制在3次以內(nèi)。

（2）試劑：金屬元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供；鹽酸、氫氟酸、硝酸均為優(yōu)級(jí)純。

（3）樣品制備：先進(jìn)行頁巖粉碎，將其粉碎至0.074mm左右，放在溫度處于105℃狀態(tài)的烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤，烘烤的時(shí)間控制在2小時(shí)至3小時(shí)之間，取出烘烤完畢的樣品放在干燥器中冷卻至室溫[2]。

2 消解體系選擇

在對(duì)頁巖樣品進(jìn)行酸溶分解處理時(shí)，選擇不同的消解體系其對(duì)樣品的處理程度也存在差異，所以，選擇合適的消解體系十分重要。通常情況下利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行檢測(cè)一般采用HNO3消解體系、HNO3-H2SO4的消解體系，或與HCI-HF-HNO3組成混合消解體系對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。文章中的實(shí)驗(yàn)分別了采用了上述三種消解體系進(jìn)行檢測(cè)，通過實(shí)驗(yàn)分析，確定利用第三種消解體系時(shí)測(cè)定結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性最好。因此，最終確定將HCI-HF-HNO3作為此次試驗(yàn)的消解體系。其消解體系準(zhǔn)確性的具體比較如表1所示。

表1 消解體系準(zhǔn)確性對(duì)比表

3 分析譜線選擇

由于發(fā)射光譜法中待測(cè)物質(zhì)的各條譜線的靈敏度和干擾元素造成的影響不同，所以選擇一條合適的譜線對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性是非常重要的。通過調(diào)閱儀器譜線庫，選擇若干條周圍無其他元素且較為靈敏的譜線，并考察各元素譜線附近的干擾和背景影響情況，選出基體干擾小、峰形好、背景低、信背比高、檢出限低的譜線作為分析線。選擇譜線過程中要考慮到以下參數(shù)的影響：一是改變發(fā)生器功率、二是氣體流量、三是觀測(cè)高度、四是霧化器壓力、五是泵速。選定的元素譜線最佳波長(zhǎng)如表2所示。

表2 元素最佳波長(zhǎng)參照表

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)五次測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢測(cè)，保障誤差低于5%才能滿足實(shí)驗(yàn)要求。具體結(jié)構(gòu)如表3所示。

表3 方法準(zhǔn)確度分析表

從上述結(jié)果可以看出，此次試驗(yàn)的結(jié)果以及誤差在允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有研究?jī)r(jià)值。在方法精密度的檢測(cè)與評(píng)估上，要利用連續(xù)6次樣品檢測(cè)結(jié)果，分析測(cè)定元素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值，如果其低于2%，則代表此次檢測(cè)的精密度符合實(shí)驗(yàn)要求。具體檢測(cè)結(jié)果如表4所示。

從表4結(jié)果可以看出，此次檢測(cè)的精密度符合實(shí)驗(yàn)要求，檢測(cè)方法的精密度得到了確定，在實(shí)際操作中，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

表4 檢測(cè)方法精密度分析表

5 結(jié)語

綜上所述，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法是檢測(cè)頁巖中微量元素的主要方法，其能夠從生物演化、巖系成因的角度對(duì)其中的微量元素進(jìn)行測(cè)定。為此，文章進(jìn)行了具體的分析，利用的是鹽酸、氫氟酸、硝酸的消解體系，對(duì)樣品進(jìn)行了酸溶處理，這種體系的準(zhǔn)確度較好，而且可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樣品消解；而在選擇譜線時(shí)，為了盡量保障實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性與操作的規(guī)范性，應(yīng)根據(jù)不同元素的需求進(jìn)行譜線選擇，文中具體給出了每種元素的最佳波長(zhǎng)參考值。并且在結(jié)尾位置對(duì)此次試驗(yàn)的準(zhǔn)確性以及精密度進(jìn)行了分析，從數(shù)據(jù)的角度直觀的給出電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定頁巖中微量元素的準(zhǔn)確度與精密度，以便相關(guān)工作人員可以直接判斷這種方法的價(jià)值，從而能夠在具體的實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用與推廣。