岩矿分析与测试技术成就与前景

岩矿分析与测试技术成就与前景——岩矿测试技术专业委员会【编者按】“十一五”是我国地质行业各部门认真贯彻落实《国务院关于加强地质工作决定》的五年，也是地质行业大发展的五年。

“十一五”期间正是我国历时12年“地质大调查”收官验收之年，12年来共完成1：25万、1:5万区调1040幅，1:100万海洋地质图2幅；完成160万km2多目标区域地球化学调查填图；1640个山地丘陵县市的地灾调查与区划填图，全国地下水资源第二轮评价等基础调查工作。

特别是青藏高原1：25万区调工作的完成，宣告了我国陆域中比例尺区域的全面覆盖，使我国区域地质调查工作程度得到显著提高。

“十一五”期间，我国地质找矿取得重大突破。

全国新发现固体矿产地近2500个，其中大型以上规模约450个，新增石油地质储量56亿吨、天然气3万亿方、新增煤炭资源储量3380亿吨、铁矿71亿吨。

在资源开发强度不断加大的情况下，煤、铁、铜、铝、铅锌和金等大多数大宗重要矿产保有资源储量仍实现了较快增长，其中煤增长了26％，铜增长了19％，铝土矿21％，铁9％，铅23％，金33％。

“十一五”期间，我国地质科学研究也是硕果累累。

地质行业获得国家三大奖共90项，其中：特等奖2项，一等奖3项，二等奖77项，发明奖8项；省部级奖约500项；在国内外发表论文约10万余篇，其中，在国外刊物发表约1万篇左右。

在《Nature》和《Science》发表论文24篇，占中国本土科学家发表论文12.83%。

有18人被增选为两院院士。

上述成果有力的推动了地质学科的进展。

学会网站将陆续摘登本次会议之精华，供广大会员和地质工作者参阅。

（学会秘书处，2011.8.02）一、本学科在地质学研究中的地位和作用人口、资源、环境越来越成为世界各国经济发展的主要制约因素。

由于人口的增长，工业快速发展，人类面临矿产资源短缺、能源匮乏、环境污染、生态破坏和自然灾害的严重威胁。

这些危机严重影响着整个人类的生存和发展。

资源安全、生态安全和环境安全成为世界各国经济发展安全的关键因素。

可持续发展战略成为世界各国经济与社会发展的必然选择。

地质实验测试工作是地质科学研究和地质调查工作的重要技术手段之一。

其产生的数据是地质科学研究、矿产资源及地质环境评价的重要基础，是发展地质勘查事业和地质科学研究的重要技术支撑。

世界著名地质学家、我国首任地质部长李四光先生曾在1953年全国地质化验工作会议上说：“地质、测量、化验三足鼎立，三分天下有其一”，精辟地阐明了地质实验工作的作用和地位。

地质科学的发展历史已充分证明地质实验测试技术的发展对地质科学发展的重要支撑作用，也必将证明现代地质科学研究的创新和突破将越来越依赖地质实验测试技术的创新和突破。

现代地球科学研究领域的不断拓宽对地质实验测试工作的需求日益增强，迫切要求地质实验测试技术不断地创新和发展，以适应现代地球科学研究日益增长的需求。

新世纪伊始，地质工作向以国家需求为导向，更紧密地服务于国家经济建设和社会发展的转变，极大地拓宽了地质科学的研究领域和服务功能，使地球科学的研究思维、方式、方法也发生了重大转变。

从常规观察、单学科发展，向现代综合技术、现代信息技术手段发展；从局部研究认识地质现象，向把地球作为整个系统从地表到深部、从宏观到微观多层面地加以研究；从描述与解释地球、把地球体作为主要研究对象，转向规划地球与管理地球、着眼于研究人类活动和地质体的相互作用；从以认识、找寻和利用自然资源为主要目的，转向以保持高质量的生态环境、合理利用和保护资源、有效防御灾害为目的；从传统地质科学向现代系统地球科学转变。

地质工作的战略转变需要先进的技术作为支撑，需要多种现代技术的集成，需要多“兵种”、多技术、多手段对重大地质问题进行攻关。

地质分析测试技术的发展必须适应地质工作的根本转变，以地球科学发展的需求为导向，以现代分析科学的飞速发展为依托，成为新历史条件下地球科学研究的重要技术支撑。

国内外地质分析的发展方向正逐步适应地质工作的这种根本转变。

二、“十一五”主要研究进展与动向2006年9月在北京召开了由中国地质调查局和国际地质分析家协会联合主办，国家地质实验测试中心承办的第六届国际会议（Geoanalysis 2006）。

这次会议的主题为“资源与环境材料的现代分析技术”。

大会针对环境和地球化学研究中的分析技术、微区和原位分析技术、同位素地球化学和同位素地质年代学、数据质量控制与标准物质、勘查地球化学和地球化学填图中的分析技术、现场分析技术及仪器、样品制备技术、绿色实验室和分析技术等八个专题进行了充分的交流和研讨。

Geoanalysis 2006国际会议进一步体现了近几届国际地质分析大会所表现出的地质分析领域的发展紧密围绕现代地球科学发展需求的特点，充分体现了地质实验测试技术从单纯资源分析向资源环境物料分析并重的发展趋势，体现了地质实验测试技术从传统的无机分析向有机分析、形态分析，从宏观的整体分析向微观的微区原位分析，从单纯元素分析向同位素分析，从单元素化学分析向以大型分析仪器为主的多元素同时分析，从实验室内分析向野外现场分析的拓展。

适应现代分析测试仪器发展的绿色样品制备技术和方法、海量分析数据的自动化处理也成为当今地质分析研究的热点。

质量控制、地质实验测试方法标准和相关技术规范的研究和制（修）订、标准物质的研制、功能强大、自动化程度高的专业化地质分析仪器及其辅助装置的研发也越来越引起国际地质分析界的重视。

这些已成为当今全球地质实验测试技术发展的新趋势和新方向。

地质分析测试技术的发展必须适应地质工作的根本转变，以地球科学发展的需求为导向，以现代分析科学的飞速发展为依托，使之成为新历史条件下地球科学研究的重要技术支撑。

国内外地质分析的发展方向正逐步适应地质工作的这种根本转变，这也是当今我国地质实验测试工作发展的大方向和总趋势。

近年来，国内地质实验测试技术的发展顺应国际地质实验测试技术发展的大趋势和国家地质工作重大调整对地质实验测试工作的需求导向，特别是结合新一轮地质大调查和重大地质工程项目的开展，以及地质“野战军”装备规划实施，大型科学仪器的引进，极大的带动实验测试技术的应用方法研究，使分析测试新技术的推广和普及上了一个新台阶。

取得的成绩主要表现在下述几个方面：（一）无机元素分析技术无机实验测试技术的发展主要体现在XRF、ICP-AES、ICP-MS等现代大型多元素分析测试仪器的引进和普及，极大地推动了“十五”期间在痕量、超痕量元素新技术新方法研究和针对不同地质调查目标的元素分析组合配套技术研究成果的应用推广，并取得了较大的进展。

“十五”期间，在中国地质调查局的支持下，国家地质实验测试中心、中国地质科学院物化探研究所和一些属地化实验室开展了针对勘探地球化学样品中76元素测定的“勘探地球化学样品中76元素测试方法技术和质量监控系统的研究”、针对多目标地质调查（54个组份）的“区域地球化学勘查样品分析方法”研究和“痕量、超痕量元素新技术新方法在地质调查中的开发应用”等配套测试方法的研究。

研究工作所取得的成果，保证了多目标地球化学填图工作的顺利开展和“超低密度地球化学填图”项目的实施。

“十五”期间建立的，以XRF、ICP-AES、ICP-MS等现代大型多元素分析技术为支撑技术，如锍镍试金ICP-MS测定地质样品中铂组元素分析方法；封闭压力酸溶ICP－MS直接测定47个痕量元素分析方法；碱熔沉淀ICP－MS测定稀土等25个元素分析方法、砷、锑、铋、硒、碲、锗、汞的AFS和ICP-MS分析方法；封闭压力酸溶ICP-AES测定地质样品中硼、砷、硫方法；ICP-MS测定地质样品中溴、碘、砷、硒；高频红外测硫仪和离子色谱法测定地质样品中阴、阳离子等分析新方法进一步得到了推广与广泛应用，并在应用中得到了进一步的完善。

在扩大测定元素范围的同时，提高了分析准确度和精密度，减化了分析流程，极大地提高了工作效率。

目前，我国有21个省市自治区开展了多目标生态地球化学调查，涉及我国260万平方公里，已完成的土壤和沉积物定量分析样品超过200万件。

这些项目的研究成果为地球化学调查工作提供了重要的技术支撑，并在应用中的得到进一步的完善。

鉴于已取得的显著的社会和经济效益，国家地质实验测试中心“痕量超痕量元素分析新技术新方法在地质调查中的开发应用研究”项目研究成果获得2007年国土资源科技成果二等奖、“首都北京及周边地区水、土环境污染机理与调控原理”项目研究成果获得2010年国土资源科学技术奖一等奖。

配合生态环境地球化学调查与评价项目对生物样品分析的要求，国家地质实验测试中心和其它地质实验室开展了针对生态环境地球化学样品分析方法体系的研究，并取得了一些重要研究成果。

针对“全国地下水水质调查和污染评价”项目对一些重要元素分析的要求，一些地质实验室应用ICP-AES、ICP-MS和高分辨连续光源原子吸收光谱等现代多元素分析测试技术与传统化学分析方法相结合，开展了水样中一些重要金属、非金属元素的分析方法研究，并取得了一些研究成果。

国家地质实验测试中心还利用近年来新引进的偏振激发X-射线荧光光谱仪开展了地质样品分析应用研究，在国内率先将该技术应用于地质样品分析和流体（卤水）样品中主量元素的测定，并对偏振激发X-射线荧光光谱空间分布特点进行了研究。

无机元素分析技术的进展还反映在地质样品微区痕量原位元素分析技术的应用研究和进展。

国家地质实验测试中心自2006年引进激光烧蚀—高分辨等离子体质谱（LA-HRICPMS）以来，进行一系列分析方法研究工作，开展了各种矿物剥蚀效率的研究，并对原有标配剥蚀池进行了改造；建立了多元素原位微区定量分析方法，并探讨了影响测定的各种可能因素；建立了基体归一校正方法，使测定可以不必事先通过其他仪器测定内标元素，并已很好的应用于锆石中微量元素的分析。

该技术在矿物微区痕量元素定量分析中已初步显示出了广阔的应用前景。

（二）元素形态分析测试技术元素化学形态分析是现代分析化学研究的前沿课题，是研究元素循环、迁移和转化的基础工作，是生态环境地球化学调查与评价的重要依据，也是近年来对元素分析领域的一个重要拓展。

近年来，国内地质实验室元素化学形态分析的研究和应用工作的主要方向和领域之一是围绕目前国内开展的多目标生态地球化学调查，开展土壤样品中Cu, Pb, Zn, Mn, Co, Ni, Cr, Cd, As, Sb, Hg, Se 等12种元素的顺序提取，相态分析方法的研究和完善。

顺序提取共分为（水溶态）、离子交换态、碳酸盐结合态、弱有机结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态和残余态共7个相的相态提取和分析方法研究，这部分任务主要由安徽岩矿测试中心、武汉综合岩矿测试中心、南京综合岩矿测试中心等属地化单位承担。