T.Yu. Cherkashina, E.V. Khudonogova, A.G. Revenko, E.F. Letnikova

1. Application of the background standard method for the determination of Rb, Sr, Y, Zr, and Nb contents in phosphorites by X-ray fluorescence T.Yu. Cherkashina, E.V. Khudonogova, A.G. Revenko, E.F. Letnikova Institute of the Earth’s Crust, SB RAS United Institute of Geology, Geophysics and Mineralogy, SB RAS X-Ray Spectrometry, 2009

2. Основные научные аспекты статьи • Демонстрация применения рентгенофлуоресцентного метода (РФА) для определения содержаний Rb, Sr, Y, Zr и Nb в фосфатсодержащих горных породах. • Учет влияния химического состава вещества на интенсивность аналитических линий рассеянных элементов при помощи способа стандарта фона. • Детальное исследование фона для выбора фоновой позиции, свободной от наложений спектральных линий присутствующих в образце элементов. • Демонстрация возможности использования разработанной методики для проведения геохимических исследований фосфоритов.

3. Рентгеновский спектр в области длин волн NbK1- PbL1с использованием СО СГ1-А Фоновая позиция на угловой позиции 2 = 29° наиболее удобна для YK-, SrK-,RbK- аналитических линий. Она свободна от нало- жения спектральных линий элементов, присутствующих в образце.

4. Аналитические условия Вследствие большого расстояния между угловыми позициями ZrK1- и NbK1- аналитических линий и фоновой позицией при угле 2 = 29°фоновые интенсивности для этих линийизмерялись с коротковолновой стороны от этих аналитических линий 2 = 21.9° и 2 = 20.7°, соответственно.

5. Диапазоны определяемых содержаний изученных элементов в фосфоритах Диапазоны содержаний породообразующих элементов(в %): 2.2-40.7 для P2O5, 5.1-52.3 для CaO, 1.2-86.0 для SiO2, 0.01-0.65 для TiO2, 0.06-10.5 для Al2O3, 0.11-5.9 для Fe2O3(total), 0.01-0.07 для MnO, 0.01-15.8 для MgO, 0.03-4.09 для Na2O+K2O. Диапазоны рассеянных элементов в изученных породах (в %): 0.0083-0.13 для Sr, 0.0003-0.0082 для Y, 0.0004-0.011 для Zr, 0.0004-0.0015 для Nb, 0.0005-0.0045 для Rb.

6. Химический состав СО, используемых для калибровки, %

7. Наложения спектральных линийопределяемых элементов При расчете градуировочных коэффициентов, учитывающих вклад K-линий Rb, Sr, Y использовались аналитические линии YK1, ZrK1, NbK1, соответственно. Дальнейшее увеличение точности определения содержаний Rb, Sr, Y, Zr и Nbдостигалось путем учета взаимных влияний элементов в базовом уравнении калибровки:

8. В рамках настоящего исследования проведен расчет метрологических характеристик методики, который показал незначимость систематических ошибок для всех определяемых элементов. Статистическая обработка аналитических результатов проводилась с учетом рекомендаций, данных в работе [Guide to Quality in Analytical Chemistry. An Aid to Accreditation. 2001. Citac, Eurachem].

9. Разработанная методика испытана при анализе четырех партий фосфоритов и вмещающих отложений Боксон-Хубсугульского фосфоритоносного бассейна. • Проведено сопоставление результатов РФА и аналитических данных методов: • масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС ИСП), аналитики Пантеева С.В. и Маркова В.В.); • атомно-абсорбционного метода анализа (ААА), аналитик Бондарева Г.В.; • атомно-эмиссионного спектрального анализа (АЭС), аналитик Володина Н.Н.

10. Сравнение полученных результатов с аналитическими данными других методов Существенные различия при определении Zr объясняются тем, что минералы, содержащие значительную долю Zr от общего содержания его в пробе, не вскрываются полностью при кислотном разложении пробы, которое необходимо для проведения МС ИСП анализа. Это приводит к занижению полученных данных [Пантеева С.В. Особенности определения различными аналитическими методами содержаний литофильных элементов в гранитоидах // Строение литосферы и геодинамика: Мат. XIX Всеросс. молодежной конф. Иркутск: ИЗК СО РАН. 2001. С. 65].

11. Схема Боксон-Хубсугульского фосфатоносного бассейна 1 – месторождения, 2 – проявления фосфоритов, 3 – площадь бассейна.

12. Для получения наиболее полной картины осадконакопления фосфатные руды разделялись на: кремнистые (содержание SiO2 от 26.0% до 86.0%) и карбонатные (содержание SiO2 от 1.7% до 26.0%) разности по химическому составу. В дополнение руды делились на группы: бедные (1.0 - 8%), средние (до 16%), богатые (более 16%) в соответствии с содержанием в них фосфора. -

13. Распределение нормализованных содержаний рассеянных элементов в хубсугульской (синий) и боксонской (красный) сериях

14. ЗАКЛЮЧЕНИЕ • Разработана рентгенофлуоресцентная количественная методика определения содержаний некоторых рассеянных элементов в фосфатсодержащих породах. • Показаны возможности способа стандарта фона для коррекции матричных эффектов в сочетании с уравнением линейной множественной регрессии. • Рассмотренный в статье набор элементов является типоморфным при изучении фосфатсодержащих пород и позволяет сделать некоторые выводы о геодинамических обстановках накопления и поступления рудного вещества. • Изученные распределения элементов являются подобными для всех микрофаций. Накопление фосфоритов БХФБ происходило в краевых частях карбонатного чехла Тувино-Монгольского микроконтинента.

15. ЗАКЛЮЧЕНИЕ • Установлен геохимический тип фосфоритов, связанный с путем поступления фосфатного вещества в бассейн седиментации. • Выявленные закономерности в распределении изученных типоморфных элементов служат еще одним свидетельством того, что механизмом образования этих фосфоритов был апвеллинг. • Использованный в работе аналитический метод может успешно применяться для проведения геохимических исследований при различных геологических построениях.