EDXRF技术在多金属矿勘查中的应用研究

摘要

EDXRF（能量色散X 荧光分析）技术是利用放射性同位素源或者X 射线光管发出的射线照射被测物质，使被测物质受激后发出X 射线荧光，然后通过对X射线荧光的能量和照射量率的测量，确定被测物质中待测元素种类和含量的一种物理分析技术。能量色散X 荧光分析仪在地质、建材、冶金等领域有着广泛的应用。 本文结合能量色散X 荧光分析技术以及便携式X 荧光仪国内外研究动态，在消化和吸收该技术定性定量分析的理论方法基础上，总结了该方法的相对关键技术，包括定性分析中能量刻度、元素鉴别、干扰因素和定量分析中的含量计算公式、谱峰面积计算、重峰分解、基体效应及校正方法等，并将这些技术与此次工作的具体情况相结合进行分析。在能量刻度中，我们针对目标元素选择了Cu和Pb的两个能量点：8.047keV和12.611keV 进行能量刻度。由于使用的是半导体探测器，所以在谱峰面积计算中取被测谱峰的全宽度，并向低能侧和高能侧各扩展3～5 道作为研究谱峰，并用线性本底法扣除本底从而得到净峰面积，进行元素含量的计算。重峰分解中使用了人工神经网络方法进行X 射线谱的分解，使得重叠的X 射线谱被成功分解，从而准确分析目标元素含量。基体效应是X 荧光技术定量分析中的主要影响因素，所以对基体效应的校正尤其重要，为减少基体效应的影响，我们进行仪器标定所使用的标准样品是在当地取得，其基体与待测样品相似，这样就大大减少了基体效应的影响，另外根据工作区内的岩石岩性以及以往工作情况，推断待测样品中可能存在的干扰元素，有的放矢地进行基体效应的校正，尽量减小基体效应对测量结果的影响，得到较为准确的目标元素含量。 本文用便携式X 荧光分析仪在安徽泾县乌溪矿区针对两个矿化远景区展开了野外多金属矿勘查工作，面积分别为1km2和2km2，取样300 多个。应用X 荧光分析技术获得每个取样点Zn、Pb、As、Mo 含量数据，使用surfer软件绘制Zn、Pb、As、Mo 含量等值图，提取出每个元素的异常区，并与土壤化探结果进行了对比。对比结果显示土壤化探综合异常与X 荧光技术分析各元素含量异常特征基本一致。X 荧光技术分析中Zn、Pb、As、Mo 元素异常晕表现的位置、形态和范围一致，并且与土壤化探综合异常晕吻合，说明上述元素存在伴生共生关系。 安徽核工业勘查技术总院以此为基础，结合实际地质情况和土壤化探分析结果，在勘查区域内垂直矿化异常方向布置了一定数量的槽探揭露工程，槽探地质编录结果显示了X 荧光分析异常区大多具有目标元素矿化现象，证实了X 荧光分析结果的正确性。安徽核工业勘查技术总院准备布置一定的钻探工程，进行深部揭露，从而为进一步研究和开发乌溪多金属矿床打下基础，为社会创造更多经济效益。 成都理工大学新研制的便携式X 荧光分析仪是集电子技术、计算机技术和核分析方法于一体，具有微机化程度高、人机界面友好、分析精度高、分析速度快等特点，适用于各有色、黑色矿山、选矿厂、冶炼厂、质检站进行现场快速测量分析和地质勘探、岩矿露头现场测量、钻孔岩芯直接测量、坑道井壁测量和室内粉末测量。该仪器使用微型X 光管作为激发源，它发出的射线强度高、射线能量可调，能提高仪器灵敏度和检出限，可以进行多元素测量和分析，在关掉电源后放射性射线自动消失，有利于辐射防护也比较环保。探测器使用先进的电制冷Si-PIN 半导体探测器，能量分辨率优于150eV，使得进行多元素分析更为便捷。数据传输方面，在探头与掌上电脑之间运用无线蓝牙通讯技术替代了原来的电缆，使得野外携带和使用更为便捷。应用便携式X 荧光分析仪通过野外实地勘查作业得出的结果可以表明：能量色散X 荧光分析技术理论基础可靠、方法简便易行，便携式X 荧光分析仪小巧轻便、可现场进行多元素分析、仪器的检出限低、能量分辨本领好、精确度高、分析误差小、测量时间短、接近室内仪器的分析水平。能量色散X 荧光分析技术是一种快速、便捷、经济、有效的野外多金属矿勘查方法，值得推广。 通过此次野外工作，并结合前人对该方法技术应用于野外地质找矿的总结归纳，本文形成了基于便携式X 荧光分析仪（CIT-3000SMP）的能量色散X 荧光分析技术在野外多金属矿勘查的具体工作方法，包括仪器准备、测区选择及测点布置、野外实际测量和数据处理等内容，为野外现场多金属矿勘查提供了一种规范化的工作流程，具有实际意义。