[摘 要]X射线荧光光谱仪具有灵明度强、精确度高、检测范围广、自动快速等特点，波长色散X荧光光谱仪不同于以带有半导体探测器和多道脉冲高度分析器为特征的能量色散光谱仪，是使用晶体分光的一种光谱仪，该仪器在我国地质行业的应用是最广泛的。笔者根据近年来波长色散X射线荧光光谱仪在地质测试领域的研究应用情况和使用经验，总结了该设备的分析方法、制样技术及在西藏地质样品分析中的应用情况。
[关键词]波长色散型X射线荧光光谱仪，西藏，地质分析
中图分类号：P182.3+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0010-02
因X射线荧光光谱仪具有灵明度强、精确度高、检测范围广、自动快速等特点，广泛应用于地质、冶金、有色金属加工、建材、考古等领域，在主、次量和痕量元素分析中发挥的作用日趋重要，特别是在无损分析和原位分析方面具有不可替代的作用。西藏地勘局中心实验室的PANalyticle Axios系列顺序扫描式X射线荧光光谱仪（如图1），自2007年4月安装调试、投入使用以来，承担了大量来自室内外，和本系统的分析测试工作，经过分析的样品累计达到数万件。笔者根据近几年对X射线荧光光谱仪在地质测试领域的使用经验，介绍一下该设备的分析方法、制样技术及在西藏地质样品分析中的应用情况等。
1 分析方法
1.1 原理与结构
X 射线荧光光谱仪有波长色散型（WDXRF）和能量色散型（EDXRF）两种基本类型。本文介绍的为波长色散型X 射线荧光光谱分析仪，其由激发系统、分光系统、探测系统和仪器控制及数据处理系统组成。PANalyticle Axios系列X射线荧光光谱仪结构如图2。
X射线荧光光谱仪
X 射线管产生X 射线（一次X射线），激发被测样品。使样品所含的每种元素放射出二次X射线；不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的波长特性。二次X射线经过分光晶体，变成单一波长的谱线，探测器测量这些谱线的数量。然后，分析软件通过探测系统收集到的信息，对被测样品进行定性和定量分析，转换成样品中各种元素的种类及含量[1]。利用X 射线荧光分析原理，理论上可测量元素周期表中的每一种元素。但在实际应用中，有效的元素测量范围为4号元素铍（Be）到92号元素铀（U）[2]。我室引进的两台仪器有效的元素测量范围为8号元素氧（O）到92号元素铀（U）。
1.2 使用方法简介
X射线荧光光谱分析的一般步骤是：选择分析方法，样品制备，仪器参数选择与校准曲线的制作，试样分析。
SuperQ是Axios系列X 射线荧光光谱分析仪的主操作软件，控制光谱仪的运行和定性定量分析数据的处理。SuperQ先汇编各测量参数，再依次检查光学电学条件、校正系数，最后自动汇编建成定性或定量分析测量程序。
Omnian以全程扫描为定性分析的基础，用13个合成的参考样品建立扫描程序获得的测量强度，以此作为定量分析的依据；适用于分析范围很宽的固体、粉末和液体试样的快速无标样近似定量（半定量）分析。
1.3 样品制备
X射线荧光光谱分析基本上是一种相对分析方法，需要有相应的标准样品作为测量基准。因此，制样方法的好坏是X射线荧光光谱分析仪应用的关键，标准样品与待测试样应经过同样的制样处理，制成物理性质和化学组成相似的、表面平整均匀、有足够代表性的形式[3]。使用X射线荧光光谱分析的样品一般有固体样品、粉末样品和液体样品等，在实际中常根据试样状态和结果要求，选择操作简便、不影响待测元素、重复性好、精确度高的制样方法。
（1）固体样品
常见的固体样品为金属试样及分布均匀的合金试样等，一般只需经过切割、磨抛、热处理等简单工序，制成一定直径的圆片样品就可以进行分析。处理时，要注意偏析、晶格取向、组分损失的影响和防止磨料、油污的沾污。
（2）粉末样品
常见的粉末样品有矿石、粉尘、炉渣、水泥、合金粉末等，其中大部分可以直接装入样品杯中进行测试，但松散的样品表面状况难以达到一致，存在严重的不均匀性，影响测试结果。目前多采用的制样方法为压片法和熔融法。
我室通常使用压片法制样，使用专用半自动电动压样机，并采用聚乙烯环镶嵌法，预设加压压力保持在30t左右，压力保持时间10s，匀速缓慢减压制样。所制得的压样片不易吸潮、表面平整光洁、重现性良好。
我室通常用四硼酸锂和偏硼酸锂混合物作为熔剂，硝酸铵、溴化铵、溴化锂等作为助熔剂和脱模剂，试样按预定质量比混匀，置于95%Pt-5%Au 合金坩埚中，在高温炉中熔融15min，熔融物在坩埚中自然冷却，脱模成型。所制得的熔样片机械强度好、表面平整光滑、重现性好、易于保存。
（3）液体样品
那些不均匀、不规则金属、合金、矿石等，按标准难以制备固成体、粉末试样，而只能制备成液体，以及本身形态就是液体的试样，这些就是常见液体样品。常使用直接溶液法测定，或经薄样技术制成特殊样片进行分析。
1.4 误差校正
X 射线荧光光谱分析的准确度取决于标准样品的准确度、试样的代表性、校准的精度、测量的精度等。基体效应是造成测量误差的重要来源。
基体效应是样品自身特点所具有的，在测试中对测量的强度值将有很大的影响。基体效应一般分为：物理—化学效应，包括样品的均匀性、粒度、表面效应和化学态等，可通过制样来消除或降低其对测量结果的影响加以解决；吸收—增强效应，因X射线受样品中元素吸收和激发而产生，是通常意义所指的基体效应，其影响通过数学法和试验法进行校正。常用的数学校正方法主要有基本参数法、理论系数法和经验系数法等。实验校正法以实验曲线进行定量测定为特性，主要有内标法、外标法、散射标准法、标准加入法等。