『壹』 分析測試方法的通用要求
地球化學找礦是通過對各種載體中的元素含量的測定、評價來獲知異常，尋找礦床的，而各種載體中元素的含量通常是微量(10－ 6)或痕量(10－ 9)級的。顯然要獲取這些元素的含量採用常規的分析測試手段是無法得到的，加之地球化學找礦樣品所需測定的元素眾多(如 1∶ 20 萬化探掃面就要求分析 39 種元素)，這些對應用於化探樣品測試的方法提出了較高的要求，而對一種分析測試方法能否滿足地球化學找礦分析測試要求的標準是: 是否具有合乎規范要求的檢出限、精密度和准確度。
1.檢出限
檢出限為某特定分析方法在給定的置信度內可從樣品中檢出待測物質的最小濃度或最小量。所謂 「檢出」是指定性檢出，即判定樣品中存有濃度高於空白的待測物質。檢出限除了與分析中所用試劑和水的空白有關外，還與儀器的穩定性及雜訊水平有關。國際分析化學相關組織規定: 重復分析(10 次以上)元素含量產生的訊號相當於 10 倍雜訊水平的試樣(或試液)，其標准偏差 3 倍對應的元素的量，定義為該方法的檢出限。檢出限與靈敏度之間的關系為: 檢出限越低，靈敏度越高。地球化學找礦樣品分析測試方法的檢出限應滿足表 6 1 的要求。
表6-1 1∶5 萬和 1∶20 萬化探樣品元素檢出限要求
表中的檢出限是指一般要求，由於不同的 1∶ 5 萬和 1∶ 20 萬圖幅元素背景值不一樣，有的呈現為低背景，因此所選用的分析方法的檢出限除了應滿足上述要求外，還應以該圖幅各元素的報出率來衡量其檢出限能否滿足要求，凡能報出全圖幅 90% 以上試樣分析數據(置信水平 95%)的，說明所用方法的檢出限滿足要求; 凡能報出全圖幅 80% 以上試樣分析數據(置信水平 95%)的，說明檢出限基本滿足要求; 低於 80% 時，說明檢出限尚不能滿足要求，應採取有效措施降低方法檢出限或選擇其他更有效的分析方法。
2.精密度
精密度就是在規定條件下，相互獨立的測試結果之間的一致程度。實際工作中常採用兩次分析結果的相對偏差(RE)來表示分析數據的精密度:
地球化學找礦方法
式中: c1，c2分別代表第一和第二次的分析結果。
當分析次數較多時，精密度也常採用標准偏差(σ)和相對標准偏差(RSD)的方法來表示:
地球化學找礦方法
式中: ci為第 i 次分析結果; c為分析結果的平均值; N 為分析次數。
3.准確度
准確度是指測定結果與樣品中真實含量接近的程度。在實際工作中通常是採用對標准樣品進行多次測定後與其推薦值相比較而得的，而這一量化過程通常是採用相對誤差(RE)(當誤差成正態分布時)，或對數偏差平均值(Δlgc)(當誤差呈對數正態分布時)來表示:
地球化學找礦方法
式中: cs為標准樣品推薦值，其餘各項含義與前面相同。
地球化學分析測試方法除了對檢出限、精密度和准確度的要求外，還要求分析測試方法盡可能快速、簡便、經濟和便捷。一個化探掃面分析測試樣品經常是上千件，有時會達到萬件以上，而分析測試周期常常又要求在一個月左右完成，這都必然要求化探分析測試方法的快速與簡便，這常常通過分析測試方法的優化來獲得，如: 多元素的同時測定、各種分析測試手段的不同組合、分析前處理的簡化等。
『貳』 地球化學找礦中常用的分析測試方法
地球化學找礦分析中經常採用的分析測試方法歸納起來大致有如下幾種。
1.比色分析
比色分析是在一定條件下，使試劑(顯色劑)與試液中待測元素反應生成有色溶液，通過目估與標准有色溶液(又稱標准色階)對比，以確定待測元素的含量; 或者通過儀器(如光電比色計或分光光度計)測定有色溶液對某一波長的光的吸光度，來求得待測元素的含量。
用目估比較的方法一般稱為目視比色法，只能達到半定量; 用光電比色法或分光光度計來測定的方法又稱分光光度法，可以達到定量要求。
比色分析的優點是簡便、快速且靈敏度較高，一般可檢出 0.1 ～ 0.01μg/mL 的含量。目前，比較常用的野外痕金快速測定就是採用目視比色法(微珠法或泡塑法)來確定的，一般可達納克級，滿足野外快速找金的要求; 在化探掃面中 W，Cd 常採用分光光度法的方法來測定。
2.原子發射光譜分析
原子發射光譜分析的基本原理: 任何元素的原子都是由帶正電的原子核和圍繞它高速旋轉的帶負電的電子組成，最外層的電子稱為價電子。在正常情況下，原子處在最低的能量狀態，稱為基態。當基態原子受到外加能量(熱能、電能等)激發時，它的外層電子從低能級向高能級躍遷，此時原子處於激發狀態。該狀態下價電子不穩定，大約在 10－ 8s內便要恢復到較低的能量狀態或基態，同時以光的形式釋放出多餘的能量。由於各種元素原子結構是一定的，每種元素都能發射某些特徵波長的譜線(如銅有 327.39nm，282.44nm，297.83nm，當然每條譜線的靈敏度有所差異)。根據元素有無特徵譜線，就可確定該元素是否存在; 根據特徵譜線的強度就可確定元素的含量。
在地球化學找礦分析中激發光源多採用電弧光源，近年來等離子光源(ICP)也逐漸盛行起來。原子發射光譜分析法是地球化學找礦分析中最普遍採用的多元素測定方法，較好的方法一次裝樣可完成近 20 種元素的測定，由於其測定過程多採用人工方式，缺點是在測定速度上稍微慢了些，另外就是干擾較多且不易掌握。目前在地球化學找礦分析中應用最好方法就是 Au，Ag 和 Pt 發射光譜分析法，特別是 Au 的發射光譜測定是化探掃面推薦的標准配套分析法。
3.原子吸收光譜分析
原子吸收光譜分析基本原理: 每一元素的原子具有吸收該元素本身發射的特徵譜線的性能。分析某一元素時，用能產生該元素特徵的光源(如以該元素製作的空心陰極燈)。當這種光源發射的光通過被測元素的基態原子蒸氣時，光就被吸收。其吸收的量與樣品中被測元素的含量成正比，通過測量光源發射的光通過原子蒸氣被吸收的量即可測得元素的含量。
原子吸收系統分析的特點是靈敏度高(10－ 6級)、准確度和精密度較高、分析速度快、分析范圍廣，可測定 70 多種元素。在地球化學找礦分析中常用在 Cu，Pb，Zn，Ni等元素的測定。近年來開始採用無火焰原子吸收光譜(石墨爐或鉭舟電熱原子化器)，它能達到更高的靈敏度(10－ 9級)，但精度目前還不理想。
4.熒光分析
物質的分子或原子，經入射光照射後，其中某些電子被激發至較高的能級。當它們從高能級躍遷至低能級時，可發射出比入射波長更長的光，則這種光稱為熒光。隨著激發源的不同(如可以是紫外線、X 射線等)，又有不同的熒光分析方法。
(1)熒光光度分析
利用紫外線照射物質所產生的熒光強度來確定該物質的含量，在地球化學找礦分析中常用於鈾含量的測定，靈敏度可達到(0.1 ～1)×10－ 6。
(2)原子熒光分析
元素的基態原子蒸氣，在吸收元素發射的特徵波長的光線之後，從基態激發至激發態，當這些原子由激發態躍遷至基態時就發射出熒光，由此可藉助測定熒光強度來測定試樣中元素的含量。在地球化學找礦分析中常採用這些方法來測定 As，Sb，Bi，Hg 的含量。
(3)X 射線熒光分析
X 射線熒光分析基本原理: 當 X 射線(初級 X 射線)照射待測樣品中的各種元素時，X 射線中的光子便與樣品的原子發生碰撞，並使原子中的一個內層電子被轟擊出來，此時原子內層電子空位，將由能量較高的外層電子來補充，同時以 X 射線形式釋放出多餘的能量，這種次級 X 射線叫作 X 射線熒光。各元素所發射出來的 X 射線熒光的波長取決於它們的原子序數，而其強度與元素含量相關，藉此可確定存在的元素及其含量。
該方法譜線簡單，易於識別，干擾較小，方法選擇性高，不僅用於微量組分(10－ 6)的測定，也適用於高至接近 100% 的含量組分的測定，且具有相當高的准確度。該方法不損壞樣品，故同一試樣可重復進行分析。它非常適用於原子序數 5(B)，6(C)，8(O)，9(F)～92(U)的測定，但儀器價格比較昂貴。
5.極譜分析
極譜分析是一種特殊條件下的電解分析，它用滴汞電極被分析物質的稀溶液，並根據得到的電壓電流曲線，以半波電位確定何種元素存在，以極限擴散電流確定元素的含量。該方法靈敏度一般可達1μg/L ～1mg/L。新的極譜技術可提高3 ～4 數量級，甚至提高6 個數量級(如催化極譜法測鉑族元素)，相對誤差約 2% ～ 5% ，一份試液(只幾毫升)可同時測定幾個元素，地球化學找礦中常用於 W，Mo 的測定。
6.離子選擇性電極
離子選擇性電極是一種電位分析法，簡單地說是把一對電極(一個叫指示電極，其電位隨被測離子濃度變化，另一個叫參比電極，電位不受溶液組成變化的影響，具恆定值，起電壓傳遞作用)插入待測溶液，當把兩電極連接起來，構成一個原電池時，兩極間的電位差完全取決於溶液中待測離子的濃度(電位差和離子濃度的對數呈線性關系)。
為了測定各種離子，可以製作各種離子的指示電極，它的電極的膜電位只與溶液中該離子的濃度對數呈線性關系，故稱為離子選擇性電極，如氟離子選擇性電極，其膜電位只與溶液中氟離子濃度有關。
該方法靈敏度高，有的達到 10－ 9級，設備較簡單，測定速度快。地球化學找礦中用於 F，Cl，Br，I 的測定。
實際應用中除上述介紹的主要方法外，還有諸如中子活化分析、等離子質譜分析法等方法，但這些方法所採用設備價格過於昂貴，應用面不廣，這里不再介紹。
地球化學找礦中分析測試方法多種多樣，但依靠單一的分析測試手段完成分析測試任務要求顯然是不現實的，在實際生產中常常是採用多種分析測試手段組合的方式，這樣無論從分析測試靈敏度、精密度和准確度，還是從經濟效益、測試速度上才能達到最優。例如遼寧地礦局中心實驗室在早期區域化探樣品分析就採用了如下的組合方式(表 6 2)。
表6-2 遼寧地礦局中心實驗室區域化探樣品採用的分析方法