粉末压片 - XRF 技术实现海域砂矿锆铪高效精准检测

近日，中国地质调查局海口海洋地质调查中心联合国家地质实验测试中心的科研团队，在海域砂矿高含量锆、铪检测领域取得重要进展。团队创新建立粉末压片 - X 射线荧光光谱（XRF）分析方法，破解传统检测技术瓶颈，为我国滨海锆砂矿资源勘探、评价与高效利用提供了高效、精准的技术支撑，相关研究成果发表于核心期刊《岩矿测试》。

锆、铪是核工业、航空航天、高端电子器件等领域不可或缺的战略性金属资源。我国海南东部文昌、琼海、万宁等滨海区域，是国内最大的锆砂矿富集区，准确、快速测定砂矿中锆、铪含量，对矿产资源勘探开发至关重要。

长期以来，海域砂矿锆铪检测面临两大技术难题：传统湿化学法需强酸强碱消解样品，锆矿物极难溶解，且高含量样品需千倍稀释，操作繁琐、误差大；常规 XRF 法则缺少高含量锆铪标准参照物，且锆、铪信号高度重叠、相互干扰，难以精准定量，严重制约砂矿资源批量筛查效率。

此次科研攻关中，团队另辟蹊径，打造一套适配海域砂矿的专属检测方案：

破解标准样品短缺难题：将锆矿石标准物质与沉积物、岩石、土壤等国家一级标准物质混合，人工配制出含量跨度大、成分贴近实际砂矿的校准样品，覆盖锆 29~17481 微克 / 克、铪 1~361 微克 / 克的宽范围，解决高含量校准无参照物的痛点。

攻克信号干扰核心壁垒：针对锆、铪信号重叠问题，创新采用 “双谱线分段检测” 策略 —— 锆含量低时用铪 Lα 谱线（灵敏度高），锆含量高时切换至不受干扰的铪 Lβ 谱线，同时结合仪器算法，抵消锶、铜等元素干扰，精准区分锆、铪信号。

简化制样流程提效：无需复杂消解，仅需将砂矿粉末烘干、研磨至细颗粒，用 40 吨压力压成薄片，即可上机检测，制样耗时大幅缩短，且样品可无损留存。

经多重验证，该方法性能优异：锆、铪测定相对误差均小于 10.2%，多次检测结果波动小于 1.50%，最低可检出 1.2 微克 / 克锆、0.8 微克 / 克铪；对海南东部 30 个实际砂矿样品检测显示，结果与国家标准 ICP-MS 法高度吻合，锆相对偏差≤6.2%、铪≤10.6%，可靠性获权威认可。

相较于传统方法，该技术省时、省力、精准、低成本，无需复杂化学试剂，规避消解污染与稀释误差，可实现海域砂矿锆铪的大批量、高通量筛查，大幅提升滨海矿产资源勘探效率。

业内专家表示，此次技术突破填补了海域高含量锆铪快速检测的空白，不仅为海南滨海锆砂矿资源评价提供核心技术支撑，也为稀土矿石、深海沉积物等复杂地质样品检测提供参考，助力我国战略性矿产资源高效勘探与合理开发。