金量的测定 化学光谱法
化学成分是决定金属材料性能和质量的主要因素。因此，标准中对绝大多数金属材料规定了必须保证的化学成分，有的甚至作为主要的质量、品种指标。化学成分可以通过化学的、物理的多种方法来分析鉴定，目前应用最广的是化学分析法和光谱分析法，此外，设备简单、鉴定速度快的火花鉴定法，也是对钢铁成分鉴定的一种实用的简易方法。 化学分析法：根据化学反应来确定金属的组成成分，这种方法统称为化学分析法。化学分析法分为定性分析和定量分析两种。通过定性分析，可以鉴定出材料含有哪些元素，但不能确定它们的含量；定量分析，是用来准确测定各种元素的含量。实际生产中主要采用定量分析。定量分析的方法为重量分析法和容量分析法。重量分析法：采用适当的分离手段，使金属中被测定元素与其它成分分离，然后用称重法来测元素含量。容量分析法：用标准溶液（已知浓度的溶液）与金属中被测元素完全反应，然后根据所消耗标准溶液的体积计算出被测定元素的含量。
光谱分析法：各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱，根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含量的方法，称光谱分析法。通常借助于电弧，电火花，激光等外界能源激发试样，使被测元素发出特征光谱。经分光后与化学元素光谱表对照，做出分析。 火花鉴别法：主要用于钢铁，在砂轮磨削下由于摩擦，高温作用，各种元素、微粒氧化时产生的火花数量、形状、分叉、颜色等不同，来鉴别材料化学成分（组成元素）及大致含量的一种方法。
金属元素的含量测试有直读光谱法、ICP或AAS法,X荧光光谱法、碳硫仪法,氮氧仪法,测氢仪、化学滴定法、分光光度计法、PMI等。常见的重金属检测一般用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）。
1 范围
本方法规定了地球化学勘查试样中金含量的测定方法。
本方法适用于水系沉积物及土壤试料中金量的测定。
本方法检出限（3S）：0.3ng/g金。
本方法测定范围：0.3ng/g～300ng/g金。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本方法的本部分的引用而成为本部分的条款。
下列不注日期的引用文件，其最新版本适用于本方法。
GB/T 20001.4 标准编写规则 第4部分：化学分析方法。
GB/T 14505 岩石和矿石化学分析方法总则及一般规定。
GB 6379 测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性。
GB/T 14496—93 地球化学勘查术语。
3 方法提要
试料经650℃灼烧后，用王水溶矿，抽气过滤，经活性炭分离富集，用钯作内标，灰化后的灰分装入电极，在平面光栅摄谱仪上摄谱后，在测微光度计上于分析线对主灵敏线Au267.6nm/Pd306.5nm或次灵敏线Au312.2nm/Pd306.5nm处，测定金的相对黑度，根据相对黑度的强弱，可在同块感光板上测量的工作曲线上查得相应的金量并计算试料中的金量。
4 试剂
除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水。在空白试验（6.2）中，若已检测到该分析纯试剂中含有大于0.3ng/g的金量，并确认已经影响试料中痕金量的测定，应净化试剂。
4.1 石墨碳粉
光谱纯。
4.2 氧化锌
4.3 盐酸（ρ1.19g/mL）
4.4 硝酸（ρ1.40g/mL）
4.5 乙醇［φ（CH3CH2OH）=95%］
4.6 氟化氢铵溶液［ρ（NH4HF2）=50g/L］
4.7 盐酸（5+95）
4.8 王水
75mL盐酸（4.3）与25mL硝酸（4.4）混合，摇匀。用时配制。
4.9 王水（1+1）
分取100mL王水（4.8），加入100mL水，摇匀。用时配制。
4.10 φ（王水）=20%
取200mL王水（4.8）与800mL水混合。
4.11 φ（王水）=5%洗涤液
取50mL王水（4.8）与950mL水混合。
4.12 粉状活性炭
上海活性炭厂，粒度<0.097mm。
4.13 活性炭的净化
称取1kg粉状活性炭（4.12）置于盛有5000mL氟化氢铵溶液（4.6）的塑料桶中浸泡三天以上，倾泻弃去溶液。重复浸泡一次。用水以倾泻法洗涤三次，用王水（4.10）浸泡三天以上，用大号布氏漏斗过滤，用蒸馏水洗涤至中性，于80℃烘箱中烘干备用。净化后的活性炭灰分应小于 0.05%。
4.14 活性炭灰分
称取1g净化后的活性炭（4.13）于50mL瓷坩埚中，置于高温炉中，将炉门稍许拉开0.7cm，从低温升到300℃，待烟冒尽后再升温到650～700℃，保持20min，灰化完全后即得活性炭灰分。
4.15 活性炭石墨炭粉滤纸浆
取10克定量滤纸撕碎置于1000mL烧杯中，加水润湿，加入40mL盐酸（4.3），充分搅拌。称取280mg石墨碳粉（4.1）和15g净化后的活性炭（4.13）于100mL烧杯中，用乙醇（4.5）润湿，转入上述定量滤纸浆中，用水稀释至1000mL，充分搅匀备用。用时还需充分搅匀。
4.16 定量滤纸浆
取10克定量滤纸撕碎，置于1000mL烧杯中，加水润湿，加入40mL盐酸（4.3），充分搅拌，用水稀释至1000mL，搅匀备用。
4.17 定性滤纸浆
取10克定性滤纸撕碎，置于1000mL烧杯中，加水润湿，加入40mL盐酸（4.3），充分搅拌，用水稀释至1000mL，搅匀备用。
4.18 钯粉
光谱纯。
4.19 金丝
光谱纯。
4.20 硫代硫酸钠
4.21 无水亚硫酸钠
4.22 醋酸［φ（HAc）=28%］
4.23 硼酸
4.24 硫酸铝钾
4.25 米吐尔
4.26 对苯二酚
4.27 无水碳酸钠
4.28 溴化钾
4.29 钯标准溶液［ρ（Pd）=1.0mg/mL］
称取0.1000g钯粉（4.18），置于100mL烧杯中，加入40mL王水（1+1）（4.9），加热溶解完全，移入100mL容量瓶中，补加20mL王水（1+1）（4.9）用水稀释至刻度，摇匀。
4.30 钯内标溶液Ⅰ［ρ（Pd）=160μg/mL］
移取16.00mL钯标准溶液（4.29），置于100mL容量瓶中，加入3克氧化锌（4.2）及50mL王水（1+1）（4.9），溶解后用水稀释至刻度，摇匀。供配制金工作曲线的内标元素。
4.31 钯内标溶液Ⅱ［ρ（Pd）=1.6μg/mL］
移取10mL钯内标溶液Ⅰ（4.30），置于1000mL容量瓶中，加入3克氧化锌（4.2）及594mL王水（1+1）（4.9），溶解后用水稀释至刻度，摇匀。供配制金测试样品内标元素。
4.32 金标准溶液Ⅰ［ρ（Au）=100μg/mL］
称取0.1000g光谱纯金丝（4.19），置于250mL烧杯中，加入30mL王水（1+1）（4.9），盖上表皿，于电热板上低温加热溶解完全，取下冷却，加入180mL王水（1+1）（4.9），用水移入1000mL容量瓶中，并稀释至刻度，摇匀。
4.33 金标准溶液Ⅱ［ρ（Au）=10.0μg/mL］
移取10.00mL金标准溶液Ⅰ（4.32），置于100mL容量瓶中，加入18mL王水（1+1）（4.9），用水稀释至刻度，摇匀。贮存期为12个月。
4.34 金标准溶液Ⅲ［ρ（Au）=1.0μg/mL］
移取10.00mL金标准溶液Ⅱ（4.33），置于100mL容量瓶中，加入18mL王水（1+1）（4.9），用水稀释至刻度，摇匀。贮存期为6个月。
4.35 显影液
A液：称取10g米吐尔（4.25）、260g无水亚硫酸钠（4.21）、50g对苯二酚（4.26）溶于5000mL水中，摇匀，储存于棕色玻璃瓶中，在暗房内保存。贮存期为3个月。
B液：称取160g无水碳酸钠（4.27）、160g溴化钾（4.28）溶于4000mL水中，摇匀，贮存于棕色玻璃瓶中，在暗房内保存。贮存期为3个月。
4.36 定影液
称取960g硫代硫酸钠（4.20）、60g无水亚硫酸钠（4.21）、192mL醋酸［φ（HAc）=28%］（4.22）、30g硼酸（4.23）和60g硫酸铝钾（4.24）溶于4000mL水中，摇匀，贮存于棕色玻璃瓶中，在暗房内保存。贮存期为3个月。
5 仪器及材料
5.1 摄谱仪
国产WPS-100型平面光栅摄谱仪。
仪器规格：
1）工作波长范围：200nm～800nm；
2）平面反射式光栅（二块1200条/mm光栅）；
表1 摄谱仪指标
3）仪器焦距：f=1050mm；
4）相对孔径：D/f=1/20；
5）暗盒尺寸：180 mm×90mm；
6）狭缝主要技术指标：
狭缝变化范围：0.003mm～0.3mm，
手轮圈格值：0.001mm，
缝宽重复性：0.001mm。
工作条件见附录A表A.1。
5.2 自动测微光度计
GBZ-1型。
主要技术指标：
检流计偏转响应时间：≤1s
灵敏度（D标尺）：≥750mm
稳定度（S标尺）：≤1.0%（正反方向漂移）
线性度（｜ΔS/S｜）：≤3.0%
标准偏差（S标尺）：≤1.5%
5.3 电极
上电极，圆柱形，平头φ2.5mm，长10mm。
下电极，孔径2mm，孔深1.2mm，壁厚0.5mm，细颈长2mm。
5.4 感光板
国产天津Ⅱ型板。
5.5 真空泵及抽气过滤装置
见附录A中A.6。
5.6 微量液体进样器（500μL）
5.7 长方形瓷舟规格
底面积5.7cm×2.3cm；上面积6.0cm×3.0cm；高度1.5cm。
6 分析步骤
6.1 试样
试料粒径应小于0.074mm，在室温干燥后，装入纸袋中备用。
试料量 称取10g试料，精确至0.1g。
6.2 空白试验
随同试料分析全过程做双份空白试验。
6.3 质量控制
选取同类型水系沉积物或土壤一级标准物质2个，随同试料同时分析。
6.4 测定
6.4.1 称取试料（6.1）置于长方形瓷舟（5.7）中，放入高温炉内，稍开炉门，从低温升高温度至650℃～700℃，灼烧1h，取出；将炉内置长方形瓷舟的两个耐火盘里外调换位置，继续在高温炉中灼烧 1h。冷却至300℃以下取出，将试料倒入250mL烧杯中，加水约30mL，再加入40mL王水（4.8），盖上表皿摇匀，置于电热板上从低温升至180℃，溶解约2h，中间摇动数次，揭去表皿并浓缩至原体积的一半时，取下，趁热用水吹洗表皿与杯壁。
6.4.2 按附录A中A.6条，吸附柱（见图A.2）及抽气过滤装置（见图A.1），连接好布氏漏斗和活性炭纸浆吸附柱，并安插在抽气箱上，开启抽气泵，将烧杯中试料制备溶液倒入漏斗中，抽气过滤吸附金，用王水洗涤液（4.11）洗涤烧杯及布氏漏斗各三次，每次10mL。取下布氏漏斗，以王水洗涤液（4.11）、热的氟化氢铵溶液（4.6）、热的盐酸（4.7）和水洗涤吸附柱各3次，每次约10mL左右。
6.4.3 用镊子将吸附柱上层的滤纸去掉，取下吸附饼置于5mL瓷坩埚中，准确滴入500μL钯内标溶液Ⅱ（4.31），置于高温炉中，将炉门拉开0.7cm，从低温升到300℃，待烟冒尽后再升温到650℃～750℃，保持20min；将炉内的里外两个耐火盘调换位置后，再升温到650℃～750℃，灰化完全。取出冷却后，加入约2.5mg石墨碳粉（4.1），混匀，此时灰分约为3mg。
6.4.4 将灰分全部装入光谱电极中，加石墨碳粉（4.1）压紧，于红外灯下烘30min。然后将上下电极仔细对准，按照附录A中的A.1条仪器工作条件，依次进行摄谱，显影与定影。在自动测微光度计（5.2）上，在分析线对波长为Au267.6nm/Pd306.5nm或Au312.2nm/Pd306.5nm处，测量试料谱线的相对黑度，同时进行工作曲线的测定。从工作曲线上查得试料中相应的金量。
6.5 工作曲线的绘制
6.5.1 分别取0.1g石墨碳粉（4.1）、1g已净化过的活性炭（4.13）及100mL定量滤纸浆（4.16）共11份，置于11个干燥的150mL烧杯中，搅匀，以普通漏斗过滤做成吸附饼，用蒸馏水洗至中性；将滤饼分别放入11个50mL瓷坩埚中，置于烘箱中从低温升至80℃，烘4h，冷却。
6.5.2 分别移取（0，0.3，0.5，1.0，2.0）mL金标准工作溶液Ⅲ（4.34），（0.5，1.00，2.00）mL金标准工作溶液Ⅱ（4.33）及（0.5，1.00，3.00）mL金标准溶液Ⅰ（4.32）放入11个瓷坩埚中的吸附饼上。
6.5.3 用微量液体进样器（5.6）分别移取500μL钯内标溶液Ⅰ（4.30）于11个瓷坩埚中的吸附饼上，置于高温炉中，从低温升至650℃，每升高100℃保持60min，使吸附饼慢慢灰化，切忌起火苗燃烧，在650℃保持30min，使其灰化完全。冷却后分别称入12mg活性炭灰分（4.14），并用石墨碳粉（4.1）补加至300mg，每个标准点均需研磨1h后即可得到100个标准点的金标准系列。每份量3mg，此时工作曲线各点的含金量为0ng、3ng、5ng、10ng、20ng、50ng、100ng、200ng、500ng、1000ng、3000ng。以下按测定步骤（6.4.4）进行装样、摄谱、显影与定影，测量分析线与内标线对的黑度差（ΔP）。测量完毕，以金量lgC为横坐标，黑度差ΔP为纵坐标，绘制工作曲线。
7 分析结果的计算
按下式计算金的含量：
区域地球化学勘查样品分析方法
式中：m1——从工作曲线上查得试料中的金量，ng；m0——从工作曲线上查得空白试验（6.2）中的金量，ng；m——试料质量，g。
8 精密度
金量的精密度见表2。
表2 精密度［w（Au），10-9］
附 录 A
（资料性附录）
A.1 仪器工作条件
分析线对波长及线性范围如下：
Au 267.6nm/Pd 306.5nm 线性范围：0.3～10ng/g
Au 312.2nm/Pd 306.5nm 线性范围：10～100ng/g
中间波长：300.0nm
狭缝调焦：5.95μm
光栅转角：10.37°
狭缝倾角：5.4°
激发光源：交流电弧，电源电压220V，电流12～13A
中间光栏：3.2mm
狭 缝：10μm
曝光时间：8s
A.2 显影与定影条件
显影 将显影液（4.35）中的A液与B液以1∶1混匀后，再用水稀释1倍，于19℃显影3min。
定影 将光谱感光板经显影后立即放入定影液（4.36）中定影0.5h。
A.3 测量条件
采用国产WPS-100型平面光栅摄谱仪光栅转角为10.37°时的色散曲线，起始参考线为Fe263.58nm；每条谱带调焦，经自动测微光度计测量及数据处理后，打印出分析报告。
A.4 分析操作注意事项
A.4.1 富含铁的氧化矿（包括黄铁矿焙烧后的氧化矿），试料分解时应先加盐酸分解片刻，待铁的氧化物和残留的少量硫化物基本分解后，再加入硝酸。焙烧对含炭质、有机质或含硫化物高的样品尤为重要；对被硅酸盐包裹的包裹金需用HF-王水溶矿。
A.4.2 溶矿后，为防止抽滤时布氏漏斗中的矿渣因抽干后开裂，影响洗涤，在抽滤溶液中可加入适量的定性纸浆，摇匀后抽滤。
A.4.3 抽滤后若发现矿渣仍含炭，应将此矿渣再于650℃灼烧2h；再次溶矿测定，并将两次分析数据之和发出分析结果。
A.4.4 因Nb 267.6nm对Au 267.6nm产生谱线的重叠正干扰，用氟化氢铵溶液（4.6）可洗去络合吸附的铌；试样溶液常含有大量的Ca2+，在取下布氏漏斗后，滤饼必须用王水洗涤液（4.11）充分洗涤Ca2+，以避免在用NH4HF2溶液洗涤时产生CaF2沉淀，使较多的钙进入灰分，而影响金的激发强度，且加深背景，不利于金的测定。
A.4.5 要严格控制滤饼灰化时的温度与时间，勿使石墨粉烧失过多，以保持总灰分多于2mg。如量不足3mg，则需用石墨碳粉（4.1）补足3mg，搅匀后全部装入电极；灼烧时，若活性炭未烧尽，在摄谱时样品会喷溅；若灰分体积太大，以致在电极空穴中装不完，将对测定带来负误差。
A.5 超痕量分析中试剂的空白至关重要
分析中要严格注意器皿洗涤，在换用新的活性炭和试剂时须做空白试验；分析用过的烧杯在测得该批的分析结果后，或盛装过高含量金的烧杯要用10mL王水热溶浸泡10min再用水洗涤干净后使用；所用吸附柱要用洗衣粉刷洗，再用水冲洗；瓷坩埚、瓷方舟均要浸泡在稀王水中，临用前再用水洗净。
A.6 吸附柱（见图A.2）及抽气过滤装置（见图A.1）
图A.1 抽气吸附装置示意图
A.6.1 活性炭吸附柱的制作
在吸附柱（见图A.2）中先放入多孔有机玻璃板和一张小定量滤纸片后，依次待抽干后加入10mL定量滤纸浆（4.16）、10mL活性炭石墨碳粉滤纸浆（4.15）和10mL定量滤纸浆（4.16），使各层柱面厚度均匀、整洁，最后再覆盖一张小定量滤纸片即完成吸附柱的制作。
A.6.2 布氏漏斗的制作
将布氏漏斗放在吸附柱上，覆盖好定性滤纸片，用少量水润湿后均匀地加入一层定性滤纸浆（4.17）10mL，抽干后待用。如图A.2所示。
图A.2 吸附柱装置图
附 录 B
（资料性附录）
B.1 从实验室间试验结果得到的统计数据和其他数据
如表B.1。
本方法精密度协作试验数据是由多个实验室进行方法合作研究所提供的结果进行统计分析得到的。
表B.1中不需要将各浓度的数据全部列出，但至少列出了3个或3个以上浓度所统计的参数。
B.1.1 列出了试验结果可接受的实验室个数（即除了经平均值及方差检验后，属界外值而被舍弃的实验室数据）。
B.1.2 列出了方法的相对误差参数，计算公式为RE=-x0）/x0×100%，公式中为多个实验室测量平均值；x0为一级标准物质的标准值。
B.1.3 列出了方法的精密度参数，计算公式为，公式中Sr为重复性标准差、SR为再现性标准差。为了与GB/T20001.4所列参数的命名一致，本方法精密度表列称谓为“重复性变异系数”及“再现性变异系数”。
B.1.4 列出了方法的相对准确度参数。相对准确度是指测定值（平均值）占真值的百分比。
表B.1 Au统计结果表
附加说明
本方法由中国地质调查局提出。
本方法由武汉综合岩矿测试中心技术归口。
本方法由武汉综合岩矿测试中心负责起草。
本方法主要起草人：杨波涌、王占娥。
本方法精密度协作试验由武汉综合岩矿测试中心江宝林、叶家瑜组织实施。
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