富鈷結(jié)殼是一種生長在海底巖石或巖屑表面的皮殼狀鐵錳氧化物和氫氧化物。因富含鈷，名富鈷結(jié)殼。構(gòu)成結(jié)殼的鐵錳礦物主要為δMnO2和針鐵礦。其中，含錳2.47%、鈷0.90%、鎳0.5%、銅0.06%（平均值）、鉑(0.14～0.88)×10^-6、稀土元素總量很高，很可能成為戰(zhàn)略金屬鈷、稀土元素和貴金屬鉑的重要資源。

我國大洋礦產(chǎn)資源調(diào)查一直使用X射線熒光光譜法作為主要金屬元素含量分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。隨著大洋調(diào)查的深入，使用的設(shè)備逐步更新，調(diào)查取樣方法不斷改進(jìn)，破壞性的樣品分析方式已不能適應(yīng)大洋調(diào)查工作的要求。因此，對(duì)簡(jiǎn)單、高效的現(xiàn)場(chǎng)無損分析方法和技術(shù)提出了迫切要求。

便攜式X射線熒光光譜儀具有體積小、重量輕和使用方便的特點(diǎn)，相關(guān)應(yīng)用研究一直是野外地質(zhì)勘查中現(xiàn)場(chǎng)分析技術(shù)的研究熱點(diǎn)。手持式X射線熒光光譜儀作為新一代的便攜式X射線分析儀，具有體積更小、質(zhì)量更輕和分辨率更高的特點(diǎn)，非常適合海上進(jìn)行多學(xué)科、多任務(wù)和多目標(biāo)調(diào)查研究。本研究采用德國斯派克手持式X射線熒光光譜儀SPECTRO xSORT，結(jié)合松散粉末制樣法在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)某大洋航次富鈷結(jié)殼巖心碎塊樣品中的 Mn 、 Fe、Co、Ni 、Cu和Zn進(jìn)行了分析測(cè)定。

斯派克手持式X射線熒光光譜儀SPECTRO xSORT與同類產(chǎn)品相比性能較好，在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)可以提供實(shí)驗(yàn)室級(jí)的分析結(jié)果。經(jīng)過優(yōu)化的SPECTRO xSORT光譜儀現(xiàn)已能滿足現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)高強(qiáng)度測(cè)量作業(yè)需要。

實(shí)驗(yàn)部分

儀器

手持式X射線熒光光譜儀SPECTRO xSORT（德國斯派克）

樣品制備

本研究的樣品在某洋淺鉆所得。高溫烘干再進(jìn)行研磨，裝入樣品盒中待測(cè)。

結(jié)果與討論

方法精密度

選用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按照樣品制備方式重復(fù)制備5個(gè)樣片，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算所得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)列于表1。從表1數(shù)據(jù)可見，Mn 、Fe、Ni和Cu的精密度小于0.6% ；含量相對(duì)較低的Co 和Zn精密度小于3%，說明本方法獲取的測(cè)試數(shù)據(jù)是可靠的。

表1 方法精密度

方法準(zhǔn)確度

對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07337、GBW 07338、GBW 07339和GBW 07296進(jìn)行測(cè)定，并與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比。由表2可以看出,相對(duì)誤差在92.9% ~107.6%范圍內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)化學(xué)分析的要求。

表2 方法準(zhǔn)確度

結(jié)語

采用手持式X射線熒光光譜儀SPECTRO xSORT結(jié)合松散粉末制樣技術(shù)，可以快速、準(zhǔn)確地分析富鈷結(jié)殼樣品中的Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn。方法簡(jiǎn)便、靈敏，制樣快速，精密度和準(zhǔn)確度滿足相關(guān)規(guī)范以及大洋富鈷結(jié)殼勘查現(xiàn)場(chǎng)分析的要求，可以為富鈷結(jié)殼資源現(xiàn)場(chǎng)初步評(píng)價(jià)提供可靠的技術(shù)支撐。

本研究采用的測(cè)量?jī)x器相比于其他便攜式X射線熒光光譜儀，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、體積更小，可以進(jìn)行富鈷結(jié)殼的原位測(cè)定，從而在不破壞某些珍貴的深海巖心的情況下，快速獲取相關(guān)的化學(xué)信息。