Přejdi na obsah | Přejdi na menu | Přejdi na vyhledávání

MINERÁLY BRNO
23.-24.5. 2015

32. mezinárodní prodejní výstava minerálů, fosilií, šperků a přírodnin

Firma URGA - XRF analyzátor k určování minerálů a jeho využití

 

Firma Urga s.r.o. se zabývá příležitostnými analýzami minerálů, drahých kamenů a kovových slitin. Na výstavě MINERÁLY BRNO bude za poplatek poskytovat službu chemické analýzy minerálů metodou XRF (rentgen-fluorescenční analýza) pomocí přenosného ručního analyzátoru Delta.

Rentgenfluorescenční analýza (dále jen XRF analýza) je metoda chemické analýzy používaná již mnoho let. V posledních 20-ti letech došlo k miniaturizaci do podoby přenosných ručních přístrojů, které se úspěšně používají například v geologické praxi pro rychlé chemické analýzy v terénu. 

 

ruční měření, bez připojení k PC

ED-XRF analyzátory jsou vhodné k analýze minerálů v terénu i v laboratoři. Jsou pro tento účel dostatečně citlivé – detekční limit většiny prvků je nižší než 10 ppm. Detekční limit pro lehké prvky je podstatně vyšší a nejlehčí detekovatelný prvek, např. hořčík má detekční limit asi 1 % (10000 ppm). Problematika přesnosti je zde poměrně složitá a bez předchozí specifické přípravy vzorku přístroj poskytuje pouze semi-kvantitativní hodnoty. V určitých případech však lze tyto hodnoty považovat za kvantitativní, a to tehdy, jedná-li se o minerály s podílem SiO2 (silikáty), měřený vzorek je homogenní bez příměsí jiného minerálu a měření se provádí na rovné ploše, tj. na krystalu nebo nábrusu. Lze měřit vzorky jakéhokoliv složení, tvaru a homogenity. Záleží na zkušenostech uživatele s používáním přístroje a na tom, jak dokáže vyhodnotit, nakolik jsou naměřené hodnoty reálné. XRF analýza není jednoznačnou metodou určování minerálů. Může však poskytnout jistotu, pokud jsou známy další indicie.

Určování minerálů -  příklad měření nehomogenního vzorku pegmatitu se zirkonem z Vlastějovic v Posázaví

Jedná se o hnědé částečně metamiktní zrno kovového vzhledu o délce 6 mm. 

Vzorek pegmatitu se zirkonem

Vzorek byl přiložen k okénku analyzátoru tak, aby zrno zirkonu bylo ve středu okénka. Jde o směsnou analýzu, ve které převažuje Si z okolního živce a křemene. Obsah Zr byl přístrojem určen jako 2,2 %, což se může zdát málo, ale je to běžné, pokud minerál zabírá pouze menší část analyzované plochy. Je zřejmé, že se jedná o zirkon i bez strukturní analýzy. Na grafu jsou patrné další prvky typické pro tyto zirkony, tj. U, Th, Hf, Y a Pb.  

 část spektra pegmatitu se zirkonem

Osa y má logaritmické měřítko pro lepší čitelnost prvků s nižším obsahem. Obsah prvku je vyhodnocen přístrojem – metodou fundamentálních parametrů. Výsledky demonstrují užitečnost přístroje, i když v tomto případě nejde o kvantitativní výsledek.

Určování drahých kamenů 

Další užitečnou aplikací XRF analýzy je identifikace drahým kamenů ať už pro sběratelské účely nebo jako potvrzení pravosti zakoupeného kamene. Pro demonstraci analýzy byly vybrány 4 kameny – čaroit, sodalit, topaz a beryl. Kromě uříznuté destičky čaroitu jsou ostatní kameny tromlované, o velikosti cca 15 mm.

U žlutého kamene, který byl zakoupen jako zlatý topaz, analýza neukázala prakticky žádný Al, pouze Si (46,7 %). Nejedná se tedy o topaz, ale pouze o křemen - varietu citrín. Ostatní kameny odpovídaly předpokládanému minerálu a analýzy stochiometrii chemického vzorce minerálů. Čaroit obsahoval K (8,9 %), Ca (15,9 %) , Si (28,6 %), což jsou tabulkové hodnoty  - viz např. http://webmineral.com/data/. Ve spektru byly výrazně patrné píky pro Ba a Sr - typické pro čaroit. Sodalit obsahoval Al (16,7 %), Si (18,1 %), Cl (8,4 %), což jsou také přesné hodnoty. Beryl obsahoval Al (9,7 %) a Si (26,0 %). Zde byla asi 5 % odchylka v obsahu Si, což je možné vysvětlit tím, že kámen obsahoval viditelné nehomogenity. V případě berylu lze namítnout, že přítomnost dvou prvků, Al a Si, není dostatečná pro určení tohoto minerálu. Beryl má však tu vlastnost, že obvykle obsahuje detekovatelné množství cesia, které se projevuje dvěma malými, ale nezaměnitelnými píky v oblasti nad 30 keV, což bylo potvrzeno i zde.

 analyzované drahé kameny

 

Odhalování nepravých kamenů

Obsah specifických stopových prvků je pro minerály obecně typický a platí to i pro drahé kameny, viz např.  výše uvedený beryl. V případě korundu je to často obsah galia, které se nachází v přírodních kamenech, ale obvykle ne v umělých kamenech. Obsah určitých stopových prvků může být indicií pravosti nebo naopak nepravosti kamene. Například obsahuje-li kámen stopy platiny, jde spíše o pozůstatek z fyzikálně-chemického procesu výroby umělých kamenů. V případě diamantů je známa metoda vyspravování kazů pomocí olovnatého skla. Přítomnost stop olova v XRF spektru zde indikuje takto ošetřený kámen.

Metoda XRF analýzy je v těchto případech ideální rychlou a nedestruktivní metodou. Tuto analýzu nabízí společnost URGA sběratelům na některých mineralogických burzách. A této nabídky budete mít možnost využít za relativně malý poplatek i na výstavě MINERALY BRNO. Firma přístroje neprodává, poskytuje pouze služby s nimi spojené.

Úplné znění článku o metodě XRF analýzy najdete v časopisu MINERÁL č. 2/2015.

Vyhledat můj veletrh

Areál výstaviště