地质勘查中X 荧光技术应用探析

摘要：在很多情况下，传统的方法只针对目标元素进行分析，导致一些重要的伴生元素不易被及时发现。利用现场X 荧光技术，能够在野外现场对岩石的多种元素实现快速定性、定量的分析，能够勘查矿的远景去和寻找隐伏矿体，迅速发现异常。在野外现场圈定金矿远景区和追索隐伏矿体，具有重要意义。

关键词：地质勘查；X 荧光；技术应用

Abstract: in many cases, the traditional method to target only the analysis, cause some important associated elements not easy was discovered in time. Use of field X-ray fluorescence technology, to be able in the field of rock scene of various elements of rapid qualitative and quantitative analysis, to the prospect of the ore exploration to and look for concealed orebodies, quickly find anomalies. In the wild prospect areas delineated the gold and recover the concealed orebodies, to have the important meaning.

Keywords: geological exploration; X fluorescence; Technology application

中图分类号：F407.1文献标识码：A 文章编号：

1 地质背景

勘查工作区大地构造区域上出露地层主要为太古庙表壳岩类，各矿化蚀变带的矿化及蚀变特征基本相似，其围岩主要为花岗闪长质片麻岩，矿化蚀变带的走向，多与围岩中发育的区域性片麻理近于平行，沿片麻理蚀变和交代的现象较为明显。矿化蚀变带内，矿化蚀变多不均匀，蚀变类型主要为绢云母化、硅化、碳酸盐化，有时可见有少量绿泥石化和绿帘石化，矿化类型主要为黄铁矿化、黄铜矿化和方铅矿化。该套地层岩石经微量金测试分析，金原始丰度值较高。有可能成为该区金、银仅有用元素成矿的矿源层。

2 仪器设备

便携式X 荧光分析仪微机化程度高、人机界面友好、分析速度快等特点。由于便携式X 荧光分析仪操作简单、环境适应能力强，所以适用于野外找矿、勘查时对钻孔岩心、坑道井壁中元素的定性及定量分析。此次选用仪器采用Si-pin 半导体探测器和微型低功耗X 射线管激发源，仪器轻便、稳定、能量分辨率高；可分析元素范围为元素周期表上从钛到铀的多种元素。

2.1 工作原理

样品分析时，待测样品受X 射线照射后, X 射线与样品中元素的原子相互作用，其中各元素的内壳层(K、L 或M 壳层)电子被激发逐出原子，引起壳层电子跃迁,并发射出该元素的特征X 射线。各种元素的原子受激发后，在退激过程中放出的X 射线能量各不相同，通过测定样品中的特征X 射线,便可确定被测样品存在何种元素,即X 射线与该元素在样品中的原子数量成比例。在一定条件下，特征X 射线的强度与元素含量（品味）成正比。因此,通过测量样品中的某元素特征X 射线的强度,便可求出该元素在样品中的含量,即为X 荧光方法的定量分析。

对于无限大空间饱和厚度，并且表面均匀的样品，当二次荧光可以忽略时，目标元素的特征X 射线强度（IK）可以用下式表示：

IK=KI0Ck/(μ0/sinφ+μK/sinψ)

式中：K 为与探测器的激发效率有关的常数；I0为入射射线强度；Ck 为目标元素的含量；μ0为入射射线在样品中的质量吸收系数；μK为特征X 射线在样品中的质量吸收系数；φ为入射射线与样品表面间的夹角；ψ为特征射线与样品表面间的夹角。

2.2 X 荧光仪分析方法

本仪器采用的X 射线荧光分析法事一种相对测量方法，必须先分别对已知含量的标准 样品进行测量，从而建立测量公式，才能进行准确的分析测量。在此次测量工作中，已按要求使用100 个标准样品对仪器进行了标定，这些标准样品的含量保证了被测样品的含量都覆盖在此范围内。此次主要对钻孔岩心、坑道井壁进行测量分析，将仪器探头对准待测岩心或岩壁的位置（岩心或岩壁必须干净），进行分析，测量时间为120s。

3 回归分析方法

3.1 相关性分析

本次对钻孔岩心的测量，主要测量元素为Cu、Pb、Zn、As、Hg、Mo、Sb，得出测量元素的含量及峰面积，由于部分元素没有具体含量作为仪器标定，所以测量结果为峰面积。通过相关性分析得出与Au 元素相关的指示元素，运用多元回归模型采取逐步分析法建立Au 元素的数学回归模型[6]，由于考虑到该区域地质条件复杂，在选用样品时，选择具有代表性和一定含量梯度的岩心进行测量，可以保证因矿化分布不均匀、基本效应等造成的误差。

从表1 表明，Au 与Cu、Pb 呈正相关关系。与Zn、As 的正相关性不明显。

3.2 回归方程建立通过表1的相关性，在进行回归分析时，采用逐步分析法，剔除不相关元素，与Zn、As 的相关性不明显，在建立模型过程中被排除。为减小拟合结果的误差，考虑到相关性的大小，在建立回归模型方程时，通过几种方法的比较，最终得出较好Au 的回归模型方程：

w (Au)=0.005+2.082×w (Cu)-0.036×w (Pb)

对回归方程检验分析，误差结果如表2 所示。

从表2 中可以看出化学分析结果与X 荧光技术分析结果基本一致，最大绝对误差为0.087×10-6，从而可以看出X 荧光技术测定伴生元素寻找金矿是可行的。

4 结束语

本次在野外使用X 荧光分析仪，通过测量Au 的伴生元素，来建立回归模型方程。经过样品测量，回归分析数据与实验室分析数据基本接近，在实际应用中还需进一步检验和改进方法，已达到更好的测量效果。因此，在野外作业中，便携式手提式X 荧光分析仪具有较高的使用价值。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。