區域化探樣品分析方法的研究

  《區域化探全國掃面規劃（草案）》指出“取得這樣大范圍內數以千萬(wàn)計可以互相對比的地球化學(xué)數據，這在世界范圍內都是最新的艱巨的奮斗目標。因而當前急需采取非常措施，改變化探分析面貌，采用現代化分析方法，并建立嚴密的全國一致的誤差監控系統”

  (謝學(xué)錦，2002)。在鄭州的區域化探訓練班上講課時(shí)，謝學(xué)錦就指出：“地球化學(xué)填圖的想法提出后，對分析靈敏度的要求也進(jìn)一步提高了，因為化探分析已不僅是從背景中去辨認礦異常，而且還要去辨認區域性異常與地球化學(xué)省，并全面研究元素的地理分布。這種研究所累計的資料將成為地質(zhì)科學(xué)的基礎資料。這樣對化探分析的精密度，特別是準確度的要求也隨之發(fā)生根本的改變。與此同時(shí)，高效率、快速、適于大規模操作的要求仍舊占有突出地位。因而現代區域化探要求對工作效率、精密度、準確度與靈敏度四個(gè)方面全面提高，并不斷權衡得失，作出最好的抉擇?！薄鞍凑巿D幅進(jìn)行全國性地球化學(xué)填圖需要用一套快速定量的分析系統以取代半定量光譜分析?！?謝學(xué)錦，2002b)。

  1978年3月國家地質(zhì)總局物探組在江西向塘召開(kāi)了區域化探樣品分析問(wèn)題匯報會(huì )議，討論提高區域化探全國掃面計劃樣品分析的質(zhì)量問(wèn)題，謝學(xué)錦在會(huì )上提出了區域化探全國掃面計劃樣品應測定的39種元素及各元素分析的檢測限和精密度的要求、質(zhì)量監控及制備標準樣等。

  為此，在1979年3月各大區及幾個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗室技術(shù)負責人的北京碰頭會(huì )上，確定由西安實(shí)驗室負責，聯(lián)合沈陽(yáng)、武漢、南京、蘭州實(shí)驗室，組成協(xié)作組，執行部1979年第94項（1980年續為第75項）科技項目“區域化探樣品分析方法研究”（7月由部科技司正式下達計劃執行）；國家地質(zhì)總局物探局也同時(shí)執行同名項目。7月“區域化探樣品分析方法研究”首次協(xié)作會(huì )在南京召開(kāi)，謝學(xué)錦應邀到會(huì )，詳細闡述了區域化探的意義、目標、部署以及各個(gè)環(huán)節的技術(shù)要求，特別是對分析工作的要求。在這次南京會(huì )議上作出了幾項重要決定：①區域化探樣品所測定的所有元素的含量都必須是“全量”，以從宏觀(guān)上反映各元素在不同地質(zhì)地球化學(xué)環(huán)境中的運移、富集規律，更便于全國范圍內的對比研究；②根據參加研究工作的各實(shí)驗室的技術(shù)裝備情況，確定以發(fā)射光譜方法為主，輔以原子吸收分光光度法、極譜法、分光光度法、原子熒光光譜法、X射線(xiàn)熒光光譜法等進(jìn)行配套，并對各單位的的研制內容做了明確的分工；③要取得準確可靠的分析數據，就必須選擇正確的分析方法，對各單位提供的分析方法，都必須根據化探掃面對第一批分析的33個(gè)元素分析靈敏度的原則要求，采用檢出限、測定限、精密度、準確度等4個(gè)技術(shù)參數進(jìn)行評定；④在1980年底前，提交試驗研究報告(許嘉績(jì)，2003)。

  1979年1月謝學(xué)錦在《物探與化探》上發(fā)表《區域化探全國掃面各種方法的討論》，對暫行規定的內容做進(jìn)一步說(shuō)觀(guān)(謝學(xué)錦，1979a)．罰年4月，孫煥振、鄭康樂(lè )在《物探與化探》上發(fā)表題為“區域化探樣品快速定量分析方法的幾項技術(shù)要求一的文章，對其中提出的區域化探樣品分析中的靈敏度、精密度、準確度等方面的技術(shù)要求作了進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明(孫煥振，鄭康樂(lè )，1979)。

  5個(gè)協(xié)作單位在近兩年的時(shí)間內，經(jīng)過(guò)總計達80多專(zhuān)題研究人員的辛勤勞動(dòng)，于1980年底圓滿(mǎn)完成項目研究，提交試驗研究報告76篇。1981年初，項目協(xié)作組在西安召開(kāi)總結會(huì )，對項目成果進(jìn)行了評議，接著(zhù)由部科技司組織了項目成果驗收，并給予了較高的評價(jià)。

  項目研究的成果可以概括為：為滿(mǎn)足所規定的32種微量元素、痕量元素和超痕量元素的分析檢出限要求，制定了以發(fā)射光譜法為主體，配合原子吸收法、極譜法、比色法、選擇性離子電極法等的多方法多儀器分析系統；用改進(jìn)和完善了的光譜技術(shù)來(lái)提高分析的靈敏度和精度。

  在取得上述成果的基礎上，西安、沈陽(yáng)、武漢3個(gè)實(shí)驗室分別與各自所在省的化探隊緊密結合，選取了1：200 000陜西紫陽(yáng)幅、遼寧開(kāi)原幅、湖北竹山幅，進(jìn)行開(kāi)發(fā)應用試驗，取得了優(yōu)良的成果。

  1979年到1982年之間，參加“區域化探樣品分析方法研究”項目的各個(gè)實(shí)驗室每年都在南京舉行一次會(huì )議，交流經(jīng)驗，使分析方法得到不斷改進(jìn)，并不斷有新的儀器進(jìn)口。

  這個(gè)時(shí)期，國外已使用等離子發(fā)射光譜法，以代替發(fā)射光譜方法；但他們單打一地使用這一種儀器，以為它可以用來(lái)同時(shí)測定20～40種元素。受其影響，國內也有人準備大批進(jìn)口等離子發(fā)射光譜儀(ICP-ES)，謝學(xué)錦不贊成這種意見(jiàn)；他堅持認為，無(wú)論它有多么先進(jìn)，沒(méi)有哪一種儀器能用來(lái)測定所有要測定的元素，因而應該走多儀器多方法分析系統的路子，并主張選擇以X射線(xiàn)熒光分析(XRF)為主體，再配合其他各種適當的方法。他認為盡管等離子發(fā)射光譜方法對一些痕量元素的靈敏度高于X射線(xiàn)熒光方法，但仍達不到區域化探的要求，只能另用原子吸收、原子熒光或極譜法測量。但對宏量及微量元素，X射線(xiàn)熒光法的準確度與精密度都優(yōu)于等離子發(fā)射光譜。由于已經(jīng)訂購了幾臺等離子發(fā)射光譜儀，故從1982年起，分析方法和分析流程逐步統一成了兩個(gè)多元素分析系統：以X射線(xiàn)熒光光譜法為主體的多元素分析系統和以等離子發(fā)射光譜法為主體的多元素分析系統( Xie，1995)；這兩種儀器都能同時(shí)分析24種元素，并將檢出限降至相應地殼豐度值以下，而其余15種元素使用原子熒光法、原子吸收法或發(fā)射光譜法、極譜法、激光熒光法和選擇性離子電極法(Xie and Ren，1991)。表2示以X射線(xiàn)熒光法為主體的分析系統。

  區域化探樣品分析方法研究的項目，不僅取得了非常好的成果，而且鍛煉了我們的隊伍，造就了一大批分析技術(shù)骨干，使我們的化探分析技術(shù)水平走在了世界前列。項目因此獲得地質(zhì)部1985年度科技一等獎和同年的國家科委科技進(jìn)步三等獎。項目的部分成果還在1990年于加拿大舉行的Geoanalysis'90上進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流。

  這期間，謝學(xué)錦還提出，必須使用標準樣進(jìn)行系統誤差的監控，以使分析數據可以相互對比。重視分析數據的一致性，并用標準樣監控地球化學(xué)填圖計劃中的樣品分析質(zhì)量，這是中國的首創(chuàng )，國外的地球化學(xué)填圖計劃沒(méi)有這樣的先例。