地质样品的化学分析与样品的保存

地质样品的化学分析与样品的保存

邓连逢

中国建筑材料工业地质勘查中心广西总队广西541002

摘要：地质材料所具备的化学构成数据是地球科学的重要资料之一。这一资料的获取渠道就是分析，采取先进的仪器实施分析，合理的将矿物学以及岩石学等技术作为化学分析的基础，只有合理的应用化学分析方法，并注重样品的保存，才能够获取到可靠的地质材料。

关键词：地质样品；化学分析；样品保存

引言

随着我国科学技术的快速发展，我国在地质勘查方面取得了很大的进展。随着地质数据库的不断完善，研究地质样品的化学分析，研究样品的保存方法是十分重要的。随着时代的进步，仪器分析技术也在迅速发展，现在化学分析方法不再是主流，但对岩石学、矿物学等化学分析技术的研究仍是一个技术基础。

1简述地质分析技术

随着对地质实验室测试工作的不断深入发展，地质样品分析难度在不断增加，化学分析水平也在不断提高。这要求分析技术必须具有一定的权威性和准确度，分析技术发展到了今天，有关技术上的要求越来越规范，随着环境地学、能源矿产需求的增加，地质分析中很多分析技术都在快速发展，而分析过程中需要对分析样品中的相关元素进行检测，与此同时样品量正在逐渐增大。在化学技术初步起步阶段中，人们往往利用简单传统的方式对样品进行分析，这种分析方式就是岩矿分析，这种分析技术为后来的分析工作发展提供了基础，虽然是一种简单传统的分析方式，但是同时在学习地质分析过程中也是最通俗易懂的课程，对后来课程的研究深入都具有重要意义。随着后来科技的快速发展，化学分析技术发展局限性使其向更深领域发展，仪器分析技术开始在科学分析界涌现，化学分析开始失去其原来的地位。近年来我国科技水平有了质的飞跃，各领域均得到了快速发展，分析技术也受到了人们的重视，其分析速度快、精准性高、智能化等优势引起了科研人员的关注，电感耦合、X射线荧光技术等迅猛发展，在岩矿分析领域涨产生了非常大的影响力。从当今的社会需求情况来看，对地质分析的需求正在快速增加，现在多元素仪器分析已经成为研究主角，其中包括针对多项微量元素等方面的分析。

2针对地质样品进行保存的化学分析方式

2.1针对硼及硼矿石的保存化学分析

在自然界中，硼的分布范围较为广，就目前所知的硼矿主要有硼钾镁石、水方镁石等。在对这些硼矿进行样品的采集过程中，需要充分的做到综合利用这一点。之所以要做到这一点，主要是因为在磁铁矿以及硼镁铁矿综合矿床中，含有相对较为稀有而且分散的元素。在对硼矿石实施分析的过程中，需要先针对各个组份来进行测定，测定温度设定为60℃，进行3h的干燥粗粒，然后再开展试样分析工作，通常而言，硼矿在实施分析的时候，需要测定的主要元素就是B2O3。具体做法如下：

（1）试样的分解：在浓盐酸溶液中煮沸蒸发的条件下，硼酸易挥发，这使硼的含量会减少，不过可借助在微沸且维持一定体积的特定条件下解决这一缺陷。而那些不易溶于酸的试样，如釜石等，用碳酸钠（钾）熔融可分解，一般在铂坩埚中进行，或用碳酸钾、钠在镍或铁坩埚中熔融；而那些含大量铝的试样，添加少量的纯石英砂作助熔剂可有利于试样分解完全；（2）试样的分离：分离方法应用得比较广泛的是用甲醇使硼以硼甲基醚的形式蒸馏，从而使之与大部分元素分离。

2.2硫及硫铁矿分析

硫铁矿主要有：磁黄铁矿、白铁矿及黄铁矿。硫是地壳中分布广泛的元素之一，其中大多以硫化物状态存在。在这些硫化矿物中，比较常见的包括：白铁矿FeS2、黄铁矿FeS2等。对可综合利用的元素要注意分析，如硫铁矿的分析过程中，除硫以外，还要对砷、氟等有害杂质进行测定；此外，为了以减小样品的氧化，试样应在60°条件下进行烘干。

（1）试样的分解。硫的测定内容一般主要有：总硫量，即硫酸盐硫和硫化物硫；硫酸盐硫；硫化物硫，前面两个测定内容之差。目前对于总硫量的测定，主要的分解方法：①碳酸钠和氧化锌半熔，特点是大部分硅酸可除去，不足的是不能完全分解硫酸钡，且当存在大量锡部分时且进入溶液，测定则受到干扰；②在氧化剂，如高锰酸钾或硝酸钾等的存在下，用碳酸钠熔融。除了能分解硫化物外，也能完全分析硫酸盐如硫酸铭、硫酸钡，且不会损失游离硫；不足的是二氧化硅和锡会进入溶掖。

（2）分离方法：常用硫酸钡重量法测定总硫量。在测定过程中，氯化钡沉淀硫酸根时，可能会产生两种误差。一是结果会因硫酸钡沉淀的溶解而偏低；其二为结果会因其他元素的共沉淀而偏高。有碱金属存在时，结果往往会因沉淀硫酸根而偏低。降低碱金属硫酸盐的吸附可采取增加溶液中的盐酸浓度，但又因此增加了酸式硫酸盐的共沉淀，而目前在这方面的分离技术还有待完善。而价铬的存在，会造成硫酸铬与钡共沉淀生成，所以应当使铬完全结合成铬乙酸盐络合物或用吡啶沉淀分离，从而使硫酸根沉淀。

2.3磷及磷灰石分析

磷灰石是一系列磷酸盐矿物的总称，它们有很多种，按照杂质的不同可分为黄绿磷灰石、氟磷灰石等。一般主要是产生于沉积岩石中，其次为变质岩和火成岩。在对这些岩石样品进行采集时要根据这些岩石的特性注意可能会发生的问题，例如在对样品采集时含有伴生素的现象。因为在这些样品中通常都会存在微量元素，如果采集的方法不正确那么就会影响到分析结果，导致地质勘察工作功亏一篑。

（1）试样的分解与分离：矿物中的磷总是成正磷酸盐形态。

而这些岩石中的碳酸正盐以及其余的酸式盐会和其他的微量元素发生反应并且生成杂质存在于样品中，在分离杂质的过程中我们不但要分离杂质，而且也不能在样品中残留对分析结果有影响的其余物质，如果整体实验对分析结果精度要求较高，在对杂质进行分离完成后，应再次进行熔融灼烧提纯来确保分析结果的精确度，但实验过程中要注意的是灼烧一定不能在铂器皿中进行，这将造成磷的挥发，否则会影响到测定结果。

（2）测定：按照矿石的不同性质选取相应的方法，在基于4%～8%硝酸溶液中，磷酸根离子与钒酸铵及酸铵作用，生成可溶性的钼钒黄色络合物，通常情况下对于矿石都进行半熔，对于技术人员来说，操作简单速度快效率高，对实验器具的损害也较小，对于半熔不能处理的矿石可使用全熔来进行测定。

2.4样品的贮存和保管

（1）器具一定要干燥、干净，选择那些硬度比较高的玻璃器具，还要按照不同样品的特性进行保存；（2）温度不能太高，温度一定要保持适中；（3）对于那些容易氧化、容易吸收水分的样品，应该将其放到具有磨塞壁的器具中存储，以保证其密闭性；（4）对土壤中的有机氯样品进行分析，在分析之前，应将其存储在-16℃的冷冻箱中；（5）对土壤中的有机磷样品进行分析，样品采集以后，将其放在-15℃的冷冻箱中，保存3~6天的时间；（6）一定要保持通风良好。

结语

综上所述，目前阶段，地质学家在进行地质分析时，对相关技术的分析也得到了很大的发展，在发展的过程中，也产生了相应的更先进的分析仪器，对应用人才提出了更高的要求。应用人才不仅需要能够对仪器的功能进行了解，同时也需要能够掌握基础的知识，而为方便使用，就衍生出了自动化仪器，而这并不表示传统的仪器以及技术遭到摒弃，而是要结合应用。地质样品的分析技术本身就是一项较为复杂的技术，其结合了多种技术，实现了组合优化配置的目的，使得理论创新更进一步的发展。

参考文献：

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