X射线荧光光谱在海洋地质及矿产资源调查分析中的应用评介

doi:10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011127

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摘要大洋地质与矿产资源调查是我国20世纪80年代以来开展并迅速发展的一项重要科学事业,地质分析技术、特别是X射线荧光光谱(XRF)技术为此做出了重要贡献。文章收集了1982—2019年间X射线荧光光谱在我国大洋地质及矿产资源调查研究中的应用文献共计56篇,文章从船载现场分析、海洋地质标准物质研制及海洋沉积物、大洋多金属结核、海山富钴结壳、海底磷矿岩和深海稀土资源等海底矿产样品分析等几方面评介了X射线荧光光谱技术的应用,特别是X射线荧光光谱在我国船载现场分析和海洋地质标准物质研制中发挥的重要作用。这些成果充分展现了分析技术在地质工作、特别是地质调查和资源评价中的作用和意义。文章强调:高质量、具有国际影响力的海洋地质标准物质是我国海洋地球化学数据及其研究成果的质量保证;船载现场分析是加快海洋地质与矿产资源调查评价进程、提高航次效率的强有力手段。已有成果为今后更高质量、更快速有效地完成海洋地质与矿产资源调查分析任务提供了宝贵经验。全篇引文98篇。

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关键词 ： X射线荧光光谱(XRF), 现场分析, 标准物质, 海洋沉积物, 锰结核, 富钴结壳, 海底磷矿岩, 深海稀土资源, 分析方法

Abstract：The survey of ocean geology and mineral resources was an important scientific research that had been developing rapidly since 1980s in China. Geological analysis, especially X-ray fluorescence spectrometry (XRF), had made an important contribution on it. 56 papers were collected which they were related to the application of X-ray fluorescence technology in the investigation and study of ocean geology and mineral resources in China from 1987 to 2019. The paper reviewed the application of XRF in the aspects of on-site analysis of ships, development of marine geological reference materials, analysis of marine sediments, marine polymetallic nodules, seamount cobalt rich crusts, submarine phosphate rock and deep-sea rare earth resources.The application of optical technology, especially X-ray fluorescence analysis, played an important role on the field analysis of ships and the development of marine geological reference materials in China. These results fully showed the significance of analysis technology in geological work, especially in geological survey and resource evaluation. It was emphasized that high quality marine geological reference materials with international influence were the quality assurance of marine geochemical data and research results in China. On-site ship analysis was a powerful means to speed up the process of marine geology and mineral resources survey and evaluation, and to improve the efficiency of voyage. The existing achievements provided valuable experience for the future marine geology and mineral resources survey and for the analysis tasks with higher quality, faster and more effective. There were 98 citations in the paper.

Key words： X-ray fluorescence spectrometry (XRF) analysis on board reference material marine sediment manganese nodule cobalt-rich crust seamount phosphorite deep-sea rare earth resource analytical method

收稿日期: 2020-04-29

ZTFLH:

O657.34

基金资助:国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ050076);国家自然科学基金项目(41371212,40902055)

通讯作者: ^*邓赛文(1964—),男,研究员,大学本科,从事X射线荧光光谱分析与计算机应用技术研究;E-mail:dswing64@sina.com

作者简介: 王毅民(1941—),男,研究员,大学本科,从事地质分析技术研究及标准物质研制;E-mail:wym7852@126.com

引用本文:

王毅民, 张学华, 邓赛文, 李松, 王祎亚. X射线荧光光谱在海洋地质及矿产资源调查分析中的应用评介[J]. 冶金分析, 2020, 40(10): 63-75. WANG Yi-min, ZHANG Xue-hua, DENG Sai-wen, LI Song, WANG Yi-ya. Review on the application of X-ray fluorescence spectrometry in marine geology and mineral resources survey. , 2020, 40(10): 63-75.

链接本文:

http://yjfx.chinamet.cn/CN/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011127 或 http://yjfx.chinamet.cn/CN/Y2020/V40/I10/63

[1]	王毅民.深海矿产资源研究与开发中的分析技术[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),1992,11(1/2):179-185.
[2]	王晓红,王毅民,张学华.中国海洋地球化学探测技术的现状与发展[J].地球学报(Acta Geoscientia Sinica),2002,23(1):7-10.
[3]	陈道华,刁少波,张欣.我国海洋地质分析测试技术[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),2013,32(6):850-859.
[4]	陈维岳.大洋锰结核调查船上金属品位速测方法的研究[J].东海海洋(Dong Hai Marine Science),1987,5(3):78-82.
[5]	王毅民,梁国立,滕云业.大洋锰结核中主要金属元素的X荧光光谱船上现场分析[J].海洋学报(Acta Oceanologica Sinica), 1991,13(1):121-124.
[6]	WANG Yi-min,LIANG Guo-li,TENG Yun-ye.Determination of multiple elements in manganese nodules on board using X-ray fluorescence spectrometry[J].Marine Mining,1991,10(3):259-264.
[7]	王敏,伏·伊万年柯,吴峰,等.海洋铁锰结核矿的多元素能量色散X射线荧光分析[J].同位素(Journal of Isotopes),1995,8(3):133-137.
[8]	张学华,吉昂,卓尚军,等.SZ-1型同位素X射线荧光分析仪分析多金属结核中锰铁钴镍铜[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),1999,18(2):46-49,52.
[9]	赵宏樵,曾江宁,俞元挺,等.富钴结壳主要成分的X荧光快速测定[J].海洋学研究(Journal of Marine Sciences),2005,23(2):17-23.
[10]	李强,张学华.手持式X射线荧光光谱仪测定富钴结壳样品中锰铁钴镍铜锌[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),2013,32(5):724-728.
[11]	李强,张学华.粉末压片-X射线荧光光谱法快速分析多金属结核和富钴结壳中22种组分[J].冶金分析(Metallurgical Analysis),2014,34(1):28-33.
[12]	张学华,李强,黄雪华,等.手持式X射线荧光光谱仪在富钴结壳资源勘查中的应用[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),2014,33(4):512-516.
[13]	李强,张学华.粉末压片-X射线荧光光谱法测定深海富铁粘土中主次量组分[J].冶金分析(Metallurgical Analysis),2018,38(4):57-62.
[14]	张颖,汪虹敏,王赛,等.X荧光光谱仪在实验室-调查船测定海洋沉积物元素的对比研究[J].海洋科学进展(Advances in Marine Science),2018,36(4):550-559.
[15]	张颖,汪虹敏,王小静,等.深海沉积物元素现场测定及方法对比研究[J].分析化学(Chinese Journal of Analytical Chemistry),2018,46(4):570-577.
[16]	张颖,汪虹敏,张辉,等,小型台式EDXRF现场快速测定深海沉积物中稀土元素[J].海洋科学进展(Advances in Marine Science),2019,37(4):32-42.
[17]	汪虹敏,张颖,徐磊,等.能量色散X射线荧光光谱法测定海洋碎屑沉积物中28种元素[J].海洋科学进展(Advances in Marine Science),2020,38(1):70-80.
[18]	高爱国.海洋沉积物标准物质体系建设[J].海洋地质与第四纪地质(Marine Geology & Quaternary Geology),2001,21(3):113-117.
[19]	高爱国,鄢明才,张道建,等.海洋沉积物标准物质应用功能探析[J].海洋地质动态(Marine Geology Letters),2003,19(3):19-23.
[20]	姚勇,雷富.海洋标准物质体系的研究与进展[J].海洋通报(Marine Science Bulletin),2002,21(4):79-84.
[21]	杨丹,沈奕红,姚龙奎,等.我国海洋标准物质的发展状况与对策[J].海洋科学进展(Advances in Marine Science),2011,29(4):554-563.
[22]	袁玲玲,刘鹏,周瑾.标准样品分析及海洋标准样品现状研究[J].海洋开发与管理(Development and Manage in Marine),2013,30(5):23-26.
[23]	王毅民.中国海洋地质标准物质的研制[C]//地质实验工作50周年文集.北京:地质出版社,2003:361-367.
[24]	王毅民,高玉淑,王晓红.世界大洋锰结核及沉积物标准物质评介[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),1997,16(3):183-195.
[25]	王毅民,王晓红,宋浩威,等.中国的大洋多金属结核及沉积物标准物质系列[J].地球科学进展(Advance in Earth Sciences),1998,13(6):533-541.
[26]	王毅民,王晓红,高玉淑,等.中国海及大陆架沉积物标准物质系列评介[J].中国地质(Geology in China),2009,36(5):1145-1153.
[27]	王毅民,王晓红,高玉淑,等.世界大洋地质与矿产标准物质评介[J].中国地质(Geology in China),2010,37(1):229-243.
[28]	WANG Yi-min,SONG Hao-wei,WANG Xiao-hong.Ocean manganese nodule and sediment reference materials[J].Marine Georesources & Geotechnology,1998,16(4):321-334.
[29]	CHEN Guo-fang,WANG Ji-wu.The preparation of marine geological certified reference materials-polymetallic nodule GSPN-1 and marine sediment GSMS-1 from the central pacific ocean[J].Geostandards Newsletter,1998,22(1):119-125.
[30]	王毅民,王晓红,宋浩威,等.中国的大洋多金属结核及沉积物标准物质系列[J].地球科学进展(Advance in Earth Sciences),1998,13(6):533-541.
[31]	王毅民,李家熙,高玉淑,等.太平洋多金属结核及沉积物标准物质研制[J].地球学报(Acta Geoscientia Sinica),1998,19(3):298-307.
[32]	王毅民,顾铁新,王晓红,等.实用地质分析标准物质手册(汉-英对照)[M].2版.北京:地质出版社,2013:589.
[33]	吕海燕,王正方,陈维岳,等.黄海沉积物标准物质研制[J].海洋通报(Marine Science Bulletin),2004,23(5):71-76.
[34]	王毅民,高玉淑,王晓红,等.中国陆架沉积物标准物质研制[J].分析测试学报(Journal of Instrumental Analysis),2007,26(1):1-7.
[35]	WANG Yi-min,GAO Yu-shu,WANG Xiao-hong,et al.Investigations into the preparation of geochemical reference materials that have an ultra-fine particles size[J].Geostandards and Geoanalytical Research,2004,28(1):113-122.
[36]	WANG Xiao-hong,WANG Yi-min,GAO Yu-shu,et al.Preparation of five China sea and continental shelf sediment reference materials (MSCS-1-5) with ultra-fine particle size distributions[J].Geostandards and Geoanalytical Research,2009,33(3):357-368.
[37]	王晓红,高玉淑,王毅民.超细地质标准物质及其应用[J].自然科学进展(Advances in Natural Sciences),2006,16(3):309-315.
[38]	王毅民,高玉淑,王晓红,等.中国海大陆架沉积物超细标准物质系列研制[J].分析化学(Chinese Journal of Analytical Chemistry),2009,37(11):1700-1705.
[39]	辛文彩,夏宁,徐磊,等.长江三角洲沉积物标准物质研制[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),2017,36(4):388-395.
[40]	辛文彩,夏宁,徐磊.珠江三角洲沉积物标准物质研制[J].地质与资源(Geology and Resources),2018,27(3):293-297.
[41]	Potts P J,Webb P C,Thompson M.An assessment of performance in the routine analysis of silicate rocks based on an analysis of data submitted to the GEOPT proficiency testing programme for geochemical laboratories[J].Geostandards and Geoanalytical Research,2013,37(4):403-416.
[42]	WANG Xiao-hong,GAO Yu-shu,WANG Yi-min,et al.Three Co-rich seamount crust reference materials:GSMC-1 to 3[J].Geostandards Newsletter,2003,27(3):251-257.
[43]	王毅民,高玉淑,王晓红,等.海山富钴结壳标准物质研制[J].海洋学报(Acta Oceanologica Sinica),2007,29(2):82-91.
[44]	王毅民,顾铁新,高玉淑,等.富钴结壳铂族元素超细标准物质研制[J].分析测试学报(Journal of Instrumental Analysis),2009,28(10):1105-1110.
[45]	WANG Yi-min,WANG Xiao-hong,QU Wen-jun,et al.Platinum-group element results for two Co-rich seamount crust ultra-fine reference materials: MCPt-1 and MCPt-2[J].Geostandards and Geoanalytical Research,2011,35(3):341-352.
[46]	National Institute of Standards and Technology (NIST).Certificate of analysis,standard reference material 2703-sediment for solid sampling (small sample) analytical techniques[R].2005:9.
[47]	张莉娟,刘义博,李小莉,等.超细粉末压片法-X射线荧光光谱测定水系沉积物和土壤中的主量元素[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),2014,33(4):517-522.
[48]	张莉娟,曾江萍.超细制样粉末压片法测定铝土矿中主量元素的含量[J].轻金属(Light Metals),2014(7):6-9.
[49]	李小莉,安树清,徐铁民,等.超细粉末压片制样X射线荧光光谱测定碳酸岩样品中多种元素及CO2[J].光谱学与光谱分析(Spectroscopy and Spectral Analysis),2015,35(6):1741-1745.
[50]	李小莉,吴良英,王力强,等.X射线荧光光谱法分析碳酸盐时两种制样方法的比较[J].理化检验:化学分册(Physical Testing and Chemical Analysis Part B:Chemical Analysis),2016,52(6):664-668.
[51]	曾江萍,李小莉,张莉娟,等.超细粉末压片X射线荧光光谱法分析铬铁矿中的多种元素[J].矿物学报(Acta Mineralogica Sinica),2015,35(4):545-549.
[52]	曾江萍,张莉娟,李小莉,等.超细粉末压片-X射线荧光光谱法测定磷矿石中12种组分[J].冶金分析(Metallurgical Analysis),2015,35(7):37-43.
[53]	张秀莲,何丽娟.X射线荧光能谱在海洋沉积物测定中的应用[J].海洋科学(Marine Sciences),1982,6(4):53-55,35.
[54]	张秀莲,何丽娟,刘亚文,等.应用能量色散X射线荧光光谱法测定海洋沉积物Rb、Sr元素的方法研究[J].海洋科学(Marine Sciences),1983,7(1):9-13.
[55]	张秀莲,何丽娟.海洋沉积物中Cu、Zn、Pb、Ba的能量色散X射线荧光光谱测定[J].海洋科学(Marine Sciences),1984,8(4):12-15.
[56]	张秀莲,何丽娟.能量色散X射线荧光光谱测定海洋沉积物中微量元素V,Cr,Y,Zr和Nb[J].海洋科学(Marine Sciences),1987,11(3):25-28.
[57]	刘亚文,韩俊英,马淑兰,等.东海海洋沉积物中微量元素的能量色散X荧光光谱分析[J].海洋通报(Marine Science Bulletin),1984,3(2):20-26.
[58]	刘少玉.海洋沉积物中多种重金属的X射线荧光分析法[J].中国环境监测(Environmental Monitoring in China),2013,29(5):132-134.
[59]	王毅民,王晓红,高玉淑,等.中国地质标准物质制备技术与方法研究进展[J].地质通报(Geological Bulletin of China),2010,29(7): 1090-1104.
[60]	夏宁,宋苏顷,刘昌岭,等.大洋多金属结核化学分析方法标准的研究[J].青岛海洋大学学报:自然科学版(Marine Sciences),2002,36(6):935-940.
[61]	岩石矿物分析编写组.岩石矿物分析:第4分册[M].4版.北京:地质出版社,2011:332-377.
[62]	李国会.X射线荧光光谱法测定海洋沉积物中35种元素[J].地质实验室(Geological Laboratory),1997,13(4):225-229.
[63]	徐婷婷,张波,张红,等.X射线荧光光谱法同曲线测定海洋沉积物和陆地地化样品中的29个主次痕量元素[J].海洋地质动态(Marine Geology Letters),2007,23(2):31-36.
[64]	徐婷婷,夏宁,张波.熔片制样-X射线荧光光谱法测定海洋沉积物样品中主次量组分[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis), 2008,27(1):74-76.
[65]	刘明,徐琳,张爱滨,等.台式偏振X射线荧光光谱仪在海洋沉积物元素分析中的应用[J].中国海洋大学学报:自然科学版(Periodical of Ocean University of China),2009,39(S1):421-427.
[66]	李小莉,陈曦,葛江洪,等.熔融制样-X射线荧光光谱法测定海洋沉积物中氯等元素[J].理化检验:化学分册(Physical Testing and Chemical Analysis Part B:Chemical Analysis),2011,47(12):1420-1423.
[67]	金斌,吴磊,刘义博,等.熔融制样X射线荧光光谱法测定海洋沉积物中主次痕量元素[J].大众科技(Popular Science & Technology),2013,15(6):107-110.
[68]	刘菊琴,李小莉.波长与能量色散复合型X射线荧光光谱仪测定海洋沉积物、水系沉积物、岩石和土壤样品中15种稀土元素[J].冶金分析(Metallurgical Analysis),2018,38(5):7-12.
[69]	孙萱,宋金明,温廷宇,等.X射线荧光光谱法测定海洋沉积物中的41种元素及氧化物[J].海洋科学(Marine Sciences),2018,42(4):79-88.
[70]	谢永清,龙江平,岩芯扫描仪及在海洋科学研究中的应用[J].贵阳学院学报:自然科学版(Journal of Guiyang College:Natual Sciences),2010,5(3):15-19.
[71]	王毅民,滕云业,罗代洪,等.大洋多金属结核及深海沉积物标准物质研制工作简述[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),1997,16(3):161-169.
[72]	岩石矿物分析编写组.岩石矿物分析:第4分册[M].4版.北京:地质出版社,2011:378-401.
[73]	才书林,李洁,郭玉林.大洋底多金属结核样品中主、次、微量元素的X射线荧光光谱测定[J].分析试验室(Analytical Laboratory),1991,10(5):11-14.
[74]	裴立文,陶光仪,吉昂.大洋锰结核中主、次及痕量元素的X-射线荧光光谱分析[J].分析化学(Chinese Journal of Analytical Chemistry),1991,19(9):1057-1059.
[75]	孙平蕙,陈远盘,杨仲平,等.锰结核中硅、铝、铁、镁、磷、钾、锰、钛的XRFA[J].光谱学与光谱分析(Spectroscopy and Spectral Analysis),1992,12(1):95-97.
[76]	李国会,王晓红,王毅民.X射线荧光光谱法测定大洋多金属结核中多种元素[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),1998,17(3):197-202.
[77]	王晓红,卜赛斌,高新华,等.大洋多金属结核中27个元素的快速分析[J].分析测试学报(Journal of Instrumental Analysis),2000,19(5):1-4.
[78]	吴小勇,陈永君,王毅民.Si-PIN探测器便携式X荧光分析仪在海洋多金属结核结壳分析中的应用[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),2002,21(1):33-36.
[79]	LI Xiao-li,WANG Yi-min,ZHANG Qin.Determination of halogen levels in marine geological samples[J].Spectroscopy Letters,2016,49(3):151-154.
[80]	ZHU Jie-qing,WANG Yi-min,Legge G J F.Micro scale analysis of deep-sea ferromanganese nodules with nuclear microprobes[J].Nucl.Instr.Meth.,1993,B77:478-483.
[81]	ZHU Jie-qing,YANG Chang-yi,LU Rong-rong,et al.Micron scale investigation of marine ores by nuclear microprobe technology[J].Nucl.Instr.Meth.,1995,B104:402-408.
[82]	朱节清,王毅民.锰结核微区元素分布及生长速率变化研究[J].中国科学:B辑(Science in China,Ser.B),1993,23(4):417-422.
[83]	袁汉章,宫清.X射线荧光光谱法测定锰结核中锰的价态[J].分析化学(Chinese Journal of Analytical Chemistry),1989(8):710-712.
[84]	王毅民,王晓红,张学华.富钴锰结壳分析技术评介[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),1998,17(4):306-311.
[85]	赵宏樵,吴建之,曾江宁.富钴结壳分析方法评述和结果对比[J].仪器仪表学报(Chinese Journal of Scientific Instrument),2001,22(S2):413-414,423.
[86]	王晓红,滕云业,潘家华,等.约翰斯顿岛附近海山富钴锰结壳的元素组成及地球化学特征[J].地球学报(Acta Geoscientia Sinica),2000,21(3):282-286.
[87]	夏晨光,武朝辉,刘牧.X射线荧光光谱法测定海底钴结壳的方法研究[J].科学技术与工程(Science Technology and Engineering),2006,6(18):2967-2971.
[88]	王晓红,詹秀春,黄宇营,等.SR-XRMP研究海山富钴结壳微构造的元素分布特征[J].核技术(Nuclear Techniques),2005,28(11):810-814.
[89]	赵宏樵,郑存江,初凤友,等.富钴结壳中成矿元素的微区分布特征及其地质意义[J].海洋学研究(Journal of Marine Sciences),2009,27(2):84-89.
[90]	韩杰,叶瑛,张孟群,等.普通X射线荧光光谱法用于中太平洋富钴结壳中锰价态的定量分析[J].岩矿测试(Rock and Mineral Analysis),2007,26(2):97-100,104.
[91]	邬黛黛,韩杰,叶瑛,等.X射线荧光光谱法定量分析海山富钴结壳中MnO2与MnO的含量之比值[J].海洋学报(Acta Oceanologica Sinica),2007,29(3):84-89.
[92]	Baturin G N.Oceanicores[M].Moscow:Nauka,1993:44-91(in Russian).
[93]	潘家华,刘淑琴,杨忆,等.西太平洋海山磷酸盐的常量、微量和稀土元素地球化学研究[J].地质论评(Geological Review),2002,48(5):534-541.
[94]	潘家华,刘淑琴,杨忆,等.太平洋水下海山磷酸盐的成因及形成环境[J].地球学报(Acta Geosicientia Sinica),2004,25(4):453-458.
[95]	武光海,周怀阳,凌洪飞,等.富钴结壳中的磷酸盐岩及其古环境指示意义[J].矿物学报(Acta Mineralogica Sinica),2005,25(1):39-44.
[96]	刘晖,卢正权,梅燕雄,等.海洋磷块岩形成环境与资源分布[J].海洋地质与第四纪地质(Marine Geology & Quaternary Geology),2014,34(3):49-56.
[97]	WANG Xiao-hong,LI Guo-hui,ZHANG Qin,et,al.Determination of major,minor and trace elements in seamount phosphorite by XRF[J].Geostandards and Geoanalytical Research,2004,28(1):81-88.
[98]	Kato Y,Fujinaga K,Nakamura K,et al.Deep-sea mud in Pacific Ocean as a potential resource for rare-earth elements[J].Nature Geoscience,2011,4:535.