地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作在多目標(biāo)生態(tài)地球化學(xué)中的作用

地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作在多目標(biāo)生態(tài)地球化學(xué)中的作用

地質(zhì)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)是地質(zhì)科學(xué)研究和地質(zhì)調(diào)查的重要技術(shù)手段之一。其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是地質(zhì)科學(xué)研究、礦產(chǎn)資源及地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ),是發(fā)展地質(zhì)勘查事業(yè)和地質(zhì)科學(xué)研究的重要技術(shù)支撐?，F(xiàn)代地球科學(xué)研究領(lǐng)域的不斷拓寬對(duì)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作的需求日益增強(qiáng),迫切要求地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)不斷地創(chuàng)新和發(fā)展,以適應(yīng)現(xiàn)代地球科學(xué)研究日益增長(zhǎng)的需求。近年來,我國(guó)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展順應(yīng)了國(guó)際地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)和國(guó)家地質(zhì)工作重大調(diào)整對(duì)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作的需求,特別是結(jié)合新一輪國(guó)土資源地質(zhì)大調(diào)查和重大地質(zhì)工程項(xiàng)目的開展,地質(zhì)“野戰(zhàn)軍”裝備規(guī)劃實(shí)施,大型科學(xué)儀器的引進(jìn),極大地帶動(dòng)了實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用方法研究,使分析測(cè)試新技術(shù)的推廣和普及上了一個(gè)新臺(tái)階。本文在分析地質(zhì)分析測(cè)試技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,總結(jié)近年來我國(guó)地質(zhì)分析測(cè)試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題,指出優(yōu)先支持重大領(lǐng)域或課題和加強(qiáng)關(guān)鍵地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)與方法的研究,是進(jìn)一步促進(jìn)地質(zhì)分析測(cè)試技術(shù)發(fā)展的重要方向。1地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法2006年9月,在北京召開了由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和國(guó)際地質(zhì)分析家協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦、國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心承辦的“第六屆國(guó)際地質(zhì)和環(huán)境材料分析大會(huì)(Geoanalysis2006)”。這次會(huì)議的主題為“資源與環(huán)境材料的現(xiàn)代分析技術(shù)”。大會(huì)針對(duì)環(huán)境和地球化學(xué)研究中的分析技術(shù)、微區(qū)和原位分析技術(shù)、同位素地球化學(xué)和同位素地質(zhì)年代學(xué)、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、勘查地球化學(xué)和地球化學(xué)填圖中的分析技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)分析技術(shù)及儀器、樣品制備技術(shù)、綠色實(shí)驗(yàn)室和分析技術(shù)等8個(gè)專題進(jìn)行了充分的交流和研討。Geoanalysis2006國(guó)際會(huì)議進(jìn)一步體現(xiàn)了近幾屆國(guó)際地質(zhì)分析大會(huì)所表現(xiàn)出的地質(zhì)分析領(lǐng)域的發(fā)展緊密圍繞現(xiàn)代地球科學(xué)發(fā)展需求的特點(diǎn),充分體現(xiàn)了地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)從單純資源分析向資源環(huán)境物料分析并重的發(fā)展趨勢(shì)。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)從傳統(tǒng)的無機(jī)分析向有機(jī)分析、形態(tài)分析,從宏觀的整體分析向微觀的微區(qū)原位分析,從單純?cè)胤治鱿蛲凰胤治?從單元素化學(xué)分析向以大型分析儀器為主的多元素同時(shí)分析,從實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析向野外現(xiàn)場(chǎng)分析拓展。適應(yīng)現(xiàn)代分析測(cè)試儀器發(fā)展的綠色樣品制備技術(shù)和方法、海量分析數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理也成為當(dāng)今地質(zhì)分析研究的熱點(diǎn)。質(zhì)量控制,地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)規(guī)范的研究和制(修)訂,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制,功能強(qiáng)大、自動(dòng)化程度高的專業(yè)化地質(zhì)分析儀器及其輔助裝置的研發(fā)也越來越引起國(guó)際地質(zhì)分析界的重視。這些已成為當(dāng)今全球地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。2中國(guó)地質(zhì)分析技術(shù)的發(fā)展2.1多目標(biāo)分析技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀無機(jī)元素分析技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在X射線熒光光譜(XRF)、等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)、等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)等現(xiàn)代大型的多元素分析測(cè)試儀器的引進(jìn)和普及,極大地推動(dòng)了“十五”期間在痕量、超痕量元素新技術(shù)、新方法研究和針對(duì)不同地質(zhì)調(diào)查目標(biāo)的元素分析組合配套技術(shù)研究成果的應(yīng)用推廣,并取得了較大的進(jìn)展。“十五”期間,在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的支持下,國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所和一些屬地化實(shí)驗(yàn)室開展了“勘探地球化學(xué)樣品中76個(gè)元素測(cè)試方法技術(shù)和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的研究”、針對(duì)多目標(biāo)地質(zhì)調(diào)查(54個(gè)組分)的“區(qū)域地球化學(xué)勘查樣品分析方法”研究[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]和“痕量、超痕量元素新技術(shù)新方法在地質(zhì)調(diào)查中的開發(fā)應(yīng)用”等配套測(cè)試方法的研究[14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34]。研究工作所取得的成果,保證了多目標(biāo)地球化學(xué)填圖工作的順利開展和“超低密度地球化學(xué)填圖”項(xiàng)目的實(shí)施?！笆濉逼陂g建立的以XRF、ICP-AES、ICP-MS等現(xiàn)代大型多元素分析技術(shù)為支撐技術(shù),如锍鎳試金ICP-MS測(cè)定地質(zhì)樣品中鉑族元素分析方法,封閉壓力酸溶ICP-MS直接測(cè)定47個(gè)痕量元素分析方法,堿熔沉淀ICP-MS測(cè)定稀土等26個(gè)元素分析方法,砷、銻、鉍、硒、碲、鎘、錫、汞的AFS、ICP-AES和ICP-MS分析方法,封閉壓力酸溶ICP-AES測(cè)定地質(zhì)樣品中硼、砷、硫方法,ICP-MS測(cè)定地質(zhì)樣品中溴、碘、硒、砷,高頻紅外測(cè)硫儀和離子色譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中陰、陽(yáng)離子等分析新方法進(jìn)一步得到了推廣應(yīng)用和完善。在擴(kuò)大測(cè)定元素范圍的同時(shí),提高了分析準(zhǔn)確度和精密度,減化了分析流程,極大地提高了工作效率。目前,我國(guó)有21個(gè)省市自治區(qū)開展了多目標(biāo)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查,涉及我國(guó)260萬平方公里,已完成的土壤和沉積物定量分析樣品超過200萬件。這些項(xiàng)目的研究成果為地球化學(xué)調(diào)查工作提供了重要的技術(shù)支撐。配合生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)項(xiàng)目對(duì)生物樣品分析的要求,各地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室開展了針對(duì)生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)樣品分析方法體系的研究,并取得了一些重要成果。針對(duì)“全國(guó)地下水水質(zhì)調(diào)查和污染評(píng)價(jià)”項(xiàng)目對(duì)一些重要元素分析的要求,各地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用ICP-MS和高分辨連續(xù)光源原子吸收光譜(HR-CS-AAS)、氫化物發(fā)生-原子熒光光譜(HG-XRF)等現(xiàn)代多元素分析測(cè)試技術(shù)與傳統(tǒng)化學(xué)分析方法相結(jié)合,開展了水樣中重要金屬、非金屬元素的分析方法研究。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心近年來利用偏振激發(fā)能量色散X射線熒光光譜儀(EDXRF)開展了地質(zhì)樣品分析應(yīng)用研究,在國(guó)內(nèi)率先將該技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)樣品分析和流體(鹵水)樣品中主量元素的測(cè)定,并對(duì)偏振激發(fā)EDXRF空間分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究。無機(jī)元素分析技術(shù)的進(jìn)展還反映在地質(zhì)樣品微區(qū)痕量原位元素分析技術(shù)的應(yīng)用研究。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心自2006年引進(jìn)激光燒蝕-高分辨等離子體質(zhì)譜(LA-HRICPMS)以來,進(jìn)行了一系列分析方法研究工作,開展了各種礦物剝蝕效率的研究,并對(duì)原有標(biāo)配剝蝕池進(jìn)行了改造;建立了多元素原位微區(qū)定量分析方法,探討影響測(cè)定的各種可能因素;建立了基體歸一校正方法,使測(cè)定可以不必事先通過其他儀器測(cè)定內(nèi)標(biāo)元素,并已很好地應(yīng)用于鋯石中微量元素的分析。該技術(shù)在礦物微區(qū)痕量元素定量分析中已初步顯示出廣闊的應(yīng)用前景。2.2分析方法與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研究元素化學(xué)形態(tài)分析是現(xiàn)代分析化學(xué)研究的前沿課題,是研究元素循環(huán)、遷移和轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)工作,是生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)的重要依據(jù),也是近年來對(duì)元素分析領(lǐng)域的一個(gè)重要拓展。近年來,國(guó)內(nèi)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室元素化學(xué)形態(tài)分析的研究和應(yīng)用工作的主要方向和領(lǐng)域之一是圍繞目前國(guó)內(nèi)開展的多目標(biāo)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查,開展土壤樣品中Cu、Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr、Cd、As、Sb、Hg、Se等12個(gè)元素的順序提取、相態(tài)分析方法的研究和完善[57,58,59,60,61,62]。順序提取共分為水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、弱有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)共7個(gè)相態(tài)提取和分析,這部分研究工作主要由安徽地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所、武漢綜合巖礦測(cè)試中心、南京綜合巖礦測(cè)試中心等單位承擔(dān)。建立的方法已開展了多次比對(duì),并廣泛應(yīng)用于多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查,完成了數(shù)以萬計(jì)的樣品分析,在生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)中發(fā)揮了極為重要的作用。其特點(diǎn)是研究新方法將ICP-AES和ICP-MS等高靈敏度、高精密度的現(xiàn)代多元素同時(shí)分析技術(shù)與傳統(tǒng)化學(xué)分析技術(shù)相結(jié)合,極大地提高了方法的靈敏度,擴(kuò)展了測(cè)定元素的范圍,提高了分析效率。與技術(shù)方法研究相配套,中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所研制了6個(gè)有效態(tài)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW07412～GBW07417)。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心在國(guó)家科研基礎(chǔ)條件平臺(tái)項(xiàng)目的支持下,研制了3個(gè)土壤和沉積物(黃土、湖底沉積物和人口密集區(qū)土壤樣品各1個(gè))中13個(gè)微量元素順序提取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按我國(guó)的7態(tài)定值,并與Tessier的5步和歐盟BCR分步提取流程進(jìn)行了比較,該研究成果被批準(zhǔn)為國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。該系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)形態(tài)分析沒有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的空白,部分指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局使用該系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),組織了3個(gè)年度的形態(tài)分析比對(duì)試驗(yàn),顯著提高了地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室土壤(沉積物)形態(tài)分析的技術(shù)能力和數(shù)據(jù)可比性,同時(shí)驗(yàn)證和統(tǒng)一了生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品形態(tài)分析方法。該系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制為建立土壤和沉積物中重金屬順序提取形態(tài)分析技術(shù)體系和質(zhì)量監(jiān)控體系奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。順序提取-相態(tài)分析方法和研制的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室得到了廣泛的普及和應(yīng)用。在生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)樣品分析中,近30個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用該分析方法和系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)完成了20000余件樣品的測(cè)試,保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量。該研究成果獲得2008年國(guó)土資源科技成果二等獎(jiǎng)。近年來,國(guó)內(nèi)地學(xué)界在元素化學(xué)形態(tài)分析的研究和應(yīng)用工作上的另一主要方向和領(lǐng)域是圍繞生態(tài)地球化學(xué)研究,開展重金屬有機(jī)化合物和非金屬形態(tài)分析方法研究[63,64,65,66,67,68]。該研究旨在獲取重金屬元素在土壤、水、生物體內(nèi)的形態(tài)分布、轉(zhuǎn)化和遷移的信息,并進(jìn)一步為其生物有效性和毒理性研究提供基礎(chǔ)信息,為重金屬污染的控制與修復(fù)、地方病的防治和改善人類生存質(zhì)量提供科學(xué)指南。2006年以來,掛靠在國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心的中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院生態(tài)地球化學(xué)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室的研究人員系統(tǒng)開展了元素形態(tài)分析方法研究,采用氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)等技術(shù)與ICP-MS聯(lián)用,建立了包括元素價(jià)態(tài)、金屬有機(jī)化合物、生物可利用有效態(tài)的形態(tài)分析體系,并取得了初步研究成果。開展了碘的形態(tài)分析方法研究,建立了環(huán)境樣品中碘的形態(tài)分析方法,為碘在環(huán)境中賦存的形態(tài)及其相互轉(zhuǎn)化,以及生物有效性或毒理性研究提供了實(shí)用的分析技術(shù);開展了汞的形態(tài)分析方法研究,建立了堿消解-HPLC-ICPMS測(cè)定生物樣品中的甲基汞與乙基汞的方法。目前正在開展砷、錫、鉛等金屬有機(jī)化合物分析方法研究、溴的形態(tài)分析和有關(guān)鎘超積累植物中鎘的形態(tài)分析等研究工作。該研究工作是現(xiàn)代分析化學(xué)研究的前沿領(lǐng)域,在研究工作中注重廣泛開展國(guó)際合作。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心研究小組與美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)、佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)、比利時(shí)根特大學(xué)、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局等國(guó)際知名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)建立了長(zhǎng)期開展學(xué)術(shù)交流和合作研究的關(guān)系,充分體現(xiàn)了開放、聯(lián)合的合作研究和資源共享的機(jī)制。2.3地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)從傳統(tǒng)的單純無機(jī)分析發(fā)展為無機(jī)分析和有機(jī)分析并重,多方位、多技術(shù)、多手段為礦產(chǎn)資源、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域的研究和調(diào)查提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),是近年來地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的最突出的特點(diǎn)。環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)和能源有機(jī)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的研究和應(yīng)用已取得顯著成果。2.3.1行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀在地質(zhì)“野戰(zhàn)軍”裝備計(jì)劃的大力支持下,地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了吹掃-捕集進(jìn)樣系統(tǒng)、快速溶劑萃取、微波萃取、圓盤萃取等有機(jī)分析樣品前處理系統(tǒng)和氣相色譜、高效液相色譜、氣相色譜/質(zhì)譜、超高效液相色譜等現(xiàn)代先進(jìn)有機(jī)分析儀器和設(shè)備,保證了有機(jī)分析測(cè)試技術(shù)發(fā)展所需的硬件設(shè)備,推動(dòng)了有機(jī)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的研究和應(yīng)用,并取得了顯著的成果[70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91]。近年來,圍繞“全國(guó)地下水水質(zhì)調(diào)查和污染評(píng)價(jià)”、“全國(guó)土地污染現(xiàn)狀調(diào)查”和“大陸科學(xué)鉆探工程(CCSD)”等國(guó)家重大項(xiàng)目,開展了有機(jī)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)研究工作。針對(duì)“全國(guó)地下水水質(zhì)調(diào)查和污染評(píng)價(jià)”項(xiàng)目中要求的87項(xiàng)必測(cè)和選測(cè)的有機(jī)污染物分析項(xiàng)目,開展了地下水中揮發(fā)性苯系物、鹵代烴和有機(jī)氯農(nóng)藥、苯并(a)芘等必測(cè)組分測(cè)定方法的系統(tǒng)研究,建立了頂空氣相色譜法測(cè)定地層水中的苯系物、水中石油類有機(jī)污染物的定性分析等分析測(cè)試方法、大口徑毛細(xì)管柱氣相色譜法測(cè)定水中15種有機(jī)磷農(nóng)藥,并結(jié)合地下水水質(zhì)檢測(cè)中有機(jī)污染物分析的質(zhì)量異議問題開展研究工作。研究成果在行業(yè)內(nèi)迅速推廣應(yīng)用,滿足了全國(guó)地下水調(diào)查、全國(guó)地下水監(jiān)測(cè)的高靈敏度、高準(zhǔn)確度大批量檢測(cè)任務(wù)的需求。針對(duì)多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)中主要有機(jī)污染物分析的需求,建立了高效液相色譜-熒光-紫外串聯(lián)法測(cè)定土壤中16種多環(huán)芳烴和水、土壤樣品中揮發(fā)性鹵代烴、苯系物、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、酚類化合物等有機(jī)污染物分析方法,對(duì)所建立的分析方法進(jìn)行應(yīng)用考查、比對(duì)及有效性評(píng)價(jià),形成了一套相對(duì)快速、經(jīng)濟(jì)的地質(zhì)樣品中有機(jī)污染物分析方法,已在多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查、土壤質(zhì)量調(diào)查中得到推廣和應(yīng)用;開展了多氯聯(lián)苯、鄰苯二甲酸酯類等環(huán)境激素類有機(jī)污染分析方法研究,滿足當(dāng)前環(huán)境、生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查需要,開展了海洋沉積物中吸附態(tài)輕烴的氣相色譜分析研究;結(jié)合中國(guó)大陸科學(xué)鉆探工程,開展中國(guó)大陸科學(xué)鉆探工程主孔0～2000m超高壓變質(zhì)巖中有機(jī)質(zhì)的檢出及成因研究和大陸深鉆超高壓變質(zhì)巖中可溶有機(jī)質(zhì)提取等研究;開展了天然氣氣體水合物檢測(cè)技術(shù)、微區(qū)分析新技術(shù)“激光微裂解-氣相色譜-有機(jī)質(zhì)譜法測(cè)定煤中有機(jī)物”等前沿新技術(shù)、新方法研究。有機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)研究工作突出的特點(diǎn)之一是研究起點(diǎn)高,研究工作廣泛采用了新技術(shù)。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心在地質(zhì)“野戰(zhàn)軍”裝備規(guī)劃和中央級(jí)科研事業(yè)單位修購(gòu)專項(xiàng)的支持下,圍繞地質(zhì)調(diào)查專項(xiàng)的要求和有機(jī)分析測(cè)試技術(shù)的最新發(fā)展,在地質(zhì)系統(tǒng)率先引進(jìn)了先進(jìn)的有機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器設(shè)備,建立了基于當(dāng)今先進(jìn)樣品提取、凈化、分析等有機(jī)檢測(cè)新技術(shù)的分析方法,以滿足地質(zhì)調(diào)查樣品快速、環(huán)保、靈敏、高通量的分析要求,力爭(zhēng)與國(guó)際水平接軌。吹掃-捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法是目前國(guó)際上最靈敏的水中揮發(fā)性有機(jī)物的分析方法。針對(duì)地下水中揮發(fā)性有機(jī)物含量一般為痕量到超痕量水平、分析過程極易揮發(fā)損失和相互交叉污染等特點(diǎn),將吹掃-捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法引進(jìn)到地下水揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定,避免了樣品采集、保存和檢測(cè)過程的污染和揮發(fā)損失以及常規(guī)頂空、直接進(jìn)樣分析法靈敏度低、易損失、易污染的缺點(diǎn),使得地下水中揮發(fā)性有機(jī)物分析指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。固相萃取技術(shù)是近年來用于大體積液體樣品富集和凈化的樣品處理新技術(shù),具有簡(jiǎn)單、快速、污染小、適用于批量樣品的分析等優(yōu)點(diǎn),可以避免傳統(tǒng)、常規(guī)的液-液萃取技術(shù)勞動(dòng)強(qiáng)度大、分析效率低、有機(jī)溶劑用量大、易造成二次污染等問題。針對(duì)地下水中揮發(fā)性有機(jī)物含量低、樣品分析前需要大體積富集的特點(diǎn),積極研究和開發(fā)固相萃取新技術(shù),確保檢測(cè)方法靈敏、準(zhǔn)確、高效。目前研究開發(fā)的“圓盤固相萃取-氣相色譜法測(cè)定水中16種有機(jī)氯農(nóng)藥和13種有機(jī)磷農(nóng)藥”、“固相萃取-高效液相色譜法測(cè)定水中有機(jī)酚”、“圓盤萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定水介質(zhì)中多氯聯(lián)苯”和具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“502樹脂固相萃取水中多氯聯(lián)苯”等系列分析方法大大提高了樣品分析效率和分析準(zhǔn)確度、減少了大量有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境造成的污染,滿足地下水中主要半揮發(fā)性有機(jī)污染物檢測(cè)的急切需要。土壤、底泥等復(fù)雜基質(zhì)中痕量有機(jī)污染物分析是目前有機(jī)污染物分析的又一難點(diǎn)?，F(xiàn)代微波萃取、加速溶劑萃取等固相提取新技術(shù)與固相萃取、凝膠色譜凈化新技術(shù)的結(jié)合,使得土壤、底泥等復(fù)雜基質(zhì)中有機(jī)污染物的分析效率成倍提高,有機(jī)試劑用量大幅降低,分析方法更加靈敏、準(zhǔn)確,避免了常規(guī)索氏抽提分析流程長(zhǎng)、使用大量有機(jī)溶劑的缺點(diǎn)。建立的“微波萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定土壤樣品中多氯聯(lián)苯”、“加速溶劑萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定土壤樣品中多氯聯(lián)苯”、“加速溶劑萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定土壤樣品中鄰苯二甲酸酯”、“加速溶劑萃取-氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定土壤樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量”等系列分析方法,已在多目標(biāo)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查、土地質(zhì)量調(diào)查中發(fā)揮積極作用。隨著有機(jī)物污染檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,尋求有機(jī)污染物高靈敏檢測(cè)的新技術(shù)也是有機(jī)污染檢測(cè)發(fā)展的方向。針對(duì)多氯聯(lián)苯中高氯代化合物常規(guī)檢測(cè)靈敏度低和地下水樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥污染物需要大體積富集、濃縮給樣品采集、運(yùn)輸、提取等帶來的問題,研究和開發(fā)了“氣相色譜/質(zhì)譜/負(fù)化學(xué)電離源法測(cè)定多氯聯(lián)苯“和“大體積進(jìn)樣高靈敏度檢測(cè)地下水樣品中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留量”的檢測(cè)新技術(shù),大大提高了多氯聯(lián)苯、高氯代化合物、有機(jī)氯農(nóng)藥的分析靈敏度;提出了“電子轟擊源與負(fù)化學(xué)電離源聯(lián)合定量測(cè)定多氯聯(lián)苯”的新方法,彌補(bǔ)了常規(guī)電子轟擊源定量分析的不足,使多氯聯(lián)苯檢測(cè)更加靈敏、準(zhǔn)確。同時(shí)大體積進(jìn)樣、高靈敏度檢測(cè)新方法大大減少樣品富集倍數(shù)和有機(jī)試劑使用量,分析方法更加簡(jiǎn)單、環(huán)保,為減少樣品采集量探索了一條新路。自2006年以來,地礦系統(tǒng)的環(huán)境有機(jī)地球化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室已完成“珠三角”、“長(zhǎng)三角”、“環(huán)渤?！钡鹊貐^(qū)地下水水質(zhì)調(diào)查和污染評(píng)價(jià)項(xiàng)目和地下水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的4000多組樣品和37個(gè)有機(jī)污染物組分的測(cè)定任務(wù),支持了國(guó)家相關(guān)重大科技項(xiàng)目的開展。實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化工作滯后是當(dāng)前地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作存在的突出問題之一,有機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展在起步階段就重視到這個(gè)問題。為使有機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)方法的標(biāo)準(zhǔn)化具有統(tǒng)一的分析測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范,為地質(zhì)調(diào)查工作和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)提供可靠數(shù)據(jù),近年來國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心先后在《地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制、修訂與升級(jí)》、《地質(zhì)調(diào)查實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法系列標(biāo)準(zhǔn)研制與修訂》等地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的支持下,開展了“水介質(zhì)中有機(jī)污染物-揮發(fā)性鹵代烴分析方法”、“地下水中有機(jī)氯農(nóng)藥分析方法”等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研制,極大地促進(jìn)行業(yè)有機(jī)分析測(cè)試技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。2.3.2新技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)近年來,地礦部門的油氣項(xiàng)目逐年迅猛增加,已達(dá)到每年數(shù)億元經(jīng)費(fèi)的規(guī)模;但與之不相適應(yīng)的是國(guó)土資源部系統(tǒng)至今還沒有一個(gè)開展油氣地球化學(xué)研究的分析實(shí)驗(yàn)室。因此,建立國(guó)土資源部系統(tǒng)第一個(gè)油氣地球化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室被列入國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃的重要目標(biāo)之一。該實(shí)驗(yàn)室研究工作取得了初步成績(jī),具備了常規(guī)油氣地球化學(xué)的分析測(cè)試能力,包括烴源巖總有機(jī)碳(TOC)分析、Rock-Eval分析、氯仿瀝青“A”分析、烴源巖抽提物和原油的石油族組分分析、飽和烴氣相色譜分析、飽和烴氣相色譜-質(zhì)譜分析、芳烴氣相色譜分析、芳烴氣相色譜-質(zhì)譜分析、單分子飽和烴的碳同位素比值分析。在新技術(shù)方法的應(yīng)用與開發(fā)方面,通過引進(jìn)加速溶劑萃取技術(shù)(ASE)改進(jìn)了氯仿瀝青“A”的抽提與定量分析技術(shù);通過對(duì)石油族組分分析的棒薄層色譜技術(shù)(TLC-FID)的系統(tǒng)研究,修正并充實(shí)了該技術(shù)的層析條件和定量依據(jù);通過對(duì)中壓液相色譜技術(shù)(MPLC)在石油族組分分離制備上的應(yīng)用研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)飽和烴、芳烴餾分制備的儀器化。隨著地質(zhì)“野戰(zhàn)軍”裝備規(guī)劃的落實(shí),能源有機(jī)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的能力還會(huì)進(jìn)一步得到加強(qiáng)。與此同時(shí),在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的支持下,吉林地質(zhì)科學(xué)研究所油氣地球化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室開展了“油頁(yè)巖含油率分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制”項(xiàng)目研究,完成了5個(gè)樣品的采集、加工制備、粒度檢驗(yàn)和細(xì)碎。5個(gè)樣品基本代表了我國(guó)典型礦區(qū)或礦床,如農(nóng)安油頁(yè)巖礦區(qū)以規(guī)模大著稱,樺甸油頁(yè)巖以高含油率為特點(diǎn),茂名油頁(yè)巖以南方生物成因?yàn)榈湫痛?。樣品含油率梯度分布合?基本涵蓋了我國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)油頁(yè)巖礦石的低、中、高品位含量,可滿足實(shí)際工作需要。2.4國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀同位素測(cè)定新技術(shù)新方法研究主要集中于同位素測(cè)年技術(shù)和穩(wěn)定同位素地球化學(xué)在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用研究。這些工作開展微區(qū)原位同位素、高靈敏度同位素、復(fù)雜樣品同位素等測(cè)試技術(shù)研究,建立和完善幾種關(guān)鍵性的同位素測(cè)試新技術(shù)新方法,如激光40Ar/39Ar定年技術(shù)方法、自旋共振(ESR)測(cè)年技術(shù)方法、36Cl和137Cs定年方法體系以及Re-Os和Pt-Os同位素定年方法體系,開展了高壓白云母中過剩氬成因研究、褐簾石離子探針(SHRIMP)原位微區(qū)U-Th-Pb年齡測(cè)定方法研究、激光燒蝕-高分辨等離子體質(zhì)譜(LA-HRICPMS)測(cè)定鋯石中U/Pb同位素年齡方法研究、MC-ICPMS過渡族元素同位素測(cè)定技術(shù)方法研究。特別是二次離子探針質(zhì)譜(SHRIMP)引進(jìn)幾年來,將微區(qū)同位素測(cè)年推向新的水平,提高了我國(guó)的同位素測(cè)試水平和為地質(zhì)科研和地質(zhì)調(diào)查服務(wù)的能力;建立了鞍山、黃陵、膠東、太行山、遼北等地早期寒武紀(jì)構(gòu)造年代格架;獲得了JackHill地區(qū)世界上第三粒最老鋯石年齡(43.3Ga),發(fā)現(xiàn)在該鋯石邊部存在3.7Ga增生邊,揭示明西澳(43.3Ga)與3.7Ga陸殼物質(zhì)之間存在聯(lián)系等一系列重要的成果。Re-Os和Pt-Os同位素系統(tǒng)示蹤及定年應(yīng)用方法研究取得了重要進(jìn)展,所建立的分析方法得到了廣泛的應(yīng)用[95,96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110,111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125,126,127,128,129,130,131],研究成果獲得國(guó)土資源部2005年科技成果二等獎(jiǎng)。特別是在科技部基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)資助下,國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心Re-Os地質(zhì)年代學(xué)研究小組成功研制了兩個(gè)國(guó)際上首例輝鉬礦Re-Os年齡國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),為國(guó)內(nèi)外Re-Os年齡實(shí)驗(yàn)室建立了科學(xué)數(shù)據(jù)比對(duì)的共同尺度,起到了消除國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室之間的系統(tǒng)誤差和檢驗(yàn)新研究流程正確性的作用;中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等單位以及美國(guó)和日本等實(shí)驗(yàn)室,均采用該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控樣;同樣受科技部基礎(chǔ)性工作項(xiàng)目專項(xiàng)資助,該小組正在研制的符合國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)要求和國(guó)際定值規(guī)則的首個(gè)銅鎳硫化物和海山富鈷結(jié)殼的Re、Os含量及Os同位素比值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)工作也取得了重要的進(jìn)展。金屬礦床精確定年技術(shù)方法、地質(zhì)應(yīng)用研究、年輕沉積物同位素定年、同位素示蹤方法研究、鋯石的陰極發(fā)光標(biāo)型特征及其成因的研究都取得了重要進(jìn)展。多接收器等離子體質(zhì)譜(MC-ICPMS)是20世紀(jì)末發(fā)展起來的同位素高精度測(cè)試新技術(shù)。與傳統(tǒng)的熱電離質(zhì)譜相比具有多方面的優(yōu)勢(shì):①提高電離效率,可對(duì)采用熱電離質(zhì)譜(TIMS)技術(shù)難以有效電離的元素(如Hf等)進(jìn)行高精度同位素比值測(cè)定;②運(yùn)用元素內(nèi)標(biāo)或標(biāo)樣-樣品交叉法(Standard-SampleBracketing),對(duì)Fe、Cu、Zn、Mo、Cr等金屬元素同位素進(jìn)行高精度測(cè)定;③與激光進(jìn)樣系統(tǒng)聯(lián)用,進(jìn)行微區(qū)原位同位素測(cè)定;④提高Sr、Nd、Pb等傳統(tǒng)同位素的分析效率。近年來,中國(guó)科學(xué)院、國(guó)土資源部、高等院校等科研和教學(xué)部門先后建立了MC-ICPMS實(shí)驗(yàn)室,特別是在非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素和原位鋯石Hf同位素分析方面取得了一批較高水平的研究成果。國(guó)土資源部同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2006年引進(jìn)MC-ICPMS儀器以來,在非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素研究方面取得的一些重要進(jìn)展。突出表現(xiàn)在:①在國(guó)內(nèi)率先建立了Fe、Cu、Zn、Mg等同位素的高精度測(cè)定方法和與之配套的樣品純化技術(shù),并初步研制了這些同位素體系的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),從而為我國(guó)科技工作者在該國(guó)際前沿領(lǐng)域開展高水平研究奠定了必要的基礎(chǔ)[132,133,134,135,136,137,138,139,140];②開展了Fe、Cu、Zn、Mg等同位素的質(zhì)量分餾研究,豐富和發(fā)展了非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素質(zhì)量分餾理論,為這些新同位素體系在地學(xué)中的應(yīng)用奠定了必要的理論基礎(chǔ)[141,142,143,144];③開展了前寒武紀(jì)條帶狀鐵建造的鐵同位素地球化學(xué)研究,為運(yùn)用過渡族元素同位素對(duì)金屬礦床成礦作用的直接示蹤提供了范例,從而開辟了我國(guó)金屬礦床成礦作用研究的新途徑;④開展了湖泊、海洋沉積物和懸浮物的過渡族元素同位素研究,為環(huán)境與全球變化研究提供新手段。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素研究組系統(tǒng)地開展了硅同位素地球化學(xué)研究[150,151,152,153,154]。在國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、國(guó)土資源部和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的大力支持下,開展了《地球表面圈層硅同位素地球化學(xué)循環(huán)研究》、《同位素測(cè)試新技術(shù)的地質(zhì)應(yīng)用研究》和《硅同位素與原子量測(cè)定》等研究項(xiàng)目,加深和拓寬研究領(lǐng)域,進(jìn)一步完善硅同位素地球化學(xué)學(xué)科體系。其研究成果主要表現(xiàn)在:①準(zhǔn)確標(biāo)定NBS-28等國(guó)際與國(guó)家硅同位素參考物質(zhì)的硅同位素絕對(duì)比值與硅的原子量;②改進(jìn)的硅同位素測(cè)試方法得到國(guó)際同行的承認(rèn);③研制并標(biāo)定了國(guó)家一級(jí)硅同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);④在水圈、生物圈硅同位素地球化學(xué)循環(huán)的新的、交叉學(xué)科的研究方面取得重要突破。一些重要研究成果為研究河流的侵蝕沉積作用和環(huán)境影響提供有力證據(jù),并為地球表面圈層的硅同位素地球化學(xué)循環(huán)研究提供重要資料。該研究成果獲得2006年國(guó)土資源科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。該研究小組還與長(zhǎng)江委水文局合作,依托地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目《長(zhǎng)江流域侵蝕、沉積作用與環(huán)境的同位素研究》,開展了《長(zhǎng)江水的化學(xué)與同位素演化及其環(huán)境意義》的研究。項(xiàng)目組已在長(zhǎng)江干流和支流系統(tǒng)采樣,對(duì)水及水中懸浮物進(jìn)行礦物學(xué)、地球化學(xué)與同位素地質(zhì)學(xué)綜合研究,獲得了許多新的發(fā)現(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)為了解長(zhǎng)江流域的氣候與水文變化、三峽工程對(duì)河水化學(xué)與同位素組成變化的影響,以及水圈的硅循環(huán)的研究提供了極為珍貴的資料,奠定了良好的基礎(chǔ)。該研究小組還在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的支持下,開展了“激光探針微區(qū)穩(wěn)定同位素分析方法及地質(zhì)應(yīng)用研究”,成功建立了一套激光探針微區(qū)氧、硅同位素分析系統(tǒng)(包含對(duì)激光熔樣裝置的研制和純化系統(tǒng)的改進(jìn))。利用這一分析系統(tǒng),研究人員對(duì)樣品準(zhǔn)備、試劑純化、裝樣和預(yù)處理、激光制樣、氣體提取與純化、質(zhì)譜測(cè)量等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)摸索,建立了激光氧、硅同位素分析方法,分析精度均達(dá)到了國(guó)際同類研究的先進(jìn)水平。激光氧同位素分析方法的樣品含O2量可低至7μmol(相當(dāng)于200μgO2),分析精度約為0.2‰;激光硅同位素分析所用的樣品Si含量可低至5μmol(相當(dāng)于140μgSi),分析精度優(yōu)于0.2‰。與此同時(shí),項(xiàng)目組研制了石英玻璃和錳鋁石榴石兩個(gè)激光氧、硅同位素分析工作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)有關(guān)領(lǐng)域的空白,為激光同位素分析在國(guó)內(nèi)地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣奠定了基礎(chǔ)。項(xiàng)目組對(duì)偉晶巖、輝長(zhǎng)巖、地幔包體等難熔礦物進(jìn)行了氧、硅同位素分析,初步探索了該技術(shù)在地質(zhì)方面的應(yīng)用。這些成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在有關(guān)領(lǐng)域的空白,為激光硅、氧同位素地球化學(xué)研究的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心利用MAT253氣體同位素質(zhì)譜儀,開拓了環(huán)境地球化學(xué)單體同位素分析測(cè)試技術(shù)研究的新領(lǐng)域。先后開展了連續(xù)流穩(wěn)定同位素氣體質(zhì)譜測(cè)試技術(shù)及其在地學(xué)研究中的應(yīng)用、生物標(biāo)志化合物單體同位素分析、單分子穩(wěn)定同位素分析在地學(xué)研究中的應(yīng)用、大陸科學(xué)鉆探孔區(qū)地下深部流體及微生物研究、科學(xué)深鉆的地下微生物及地下流體研究等。獲得的初步研究成果包括:①建立了元素分析-同位素質(zhì)譜(EA-IRMS)分析沉積物、土壤和植物等樣品有機(jī)碳、氮同位素的方法;②建立了GasBenchⅡ-IRMS分析水中氫氧同位素的方法;③建立了GC-C-IRMS分析天然氣中低碳烷烴碳穩(wěn)定同位素的方法。其中,EA-IRMS分析沉積物、土壤和植物等樣品中碳、氮同位素和GasBenchⅡ-IRMS分析普通水中氫、氧同位素的測(cè)試水平達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類實(shí)驗(yàn)室的水平。同時(shí),在開展生物標(biāo)志化合物單體碳同位素前處理方法的研究中也取得了初步成果。這些實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法體系的建立與完善將為生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)交叉學(xué)科的研究提供堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)。2.5現(xiàn)場(chǎng)勘探前現(xiàn)場(chǎng)分析利用現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù),開展野外現(xiàn)場(chǎng)分析技術(shù)研究,為地學(xué)科研和礦產(chǎn)勘查提供及時(shí)、可靠乃至決策性的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)支持,是地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。近年來,地質(zhì)科研、地質(zhì)調(diào)查野外現(xiàn)場(chǎng)分析技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。大陸科學(xué)鉆探工程(CCSD)的開展,有力帶動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)分析技術(shù)的發(fā)展,特別是科學(xué)鉆探現(xiàn)場(chǎng)流體分析技術(shù)達(dá)到目前國(guó)際水平,為地下流體地球化學(xué)研究提供重要信息[156,157,158,159,160,161,162]。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心先后承擔(dān)了流體地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、大陸科學(xué)鉆探孔區(qū)地下深部流體與微生物研究科學(xué)深鉆的地下微生物與地下流體研究、多功能車載野外實(shí)驗(yàn)分析裝備研制等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)工程或科研項(xiàng)目,開展了大量現(xiàn)場(chǎng)分析研究工作。在大陸科學(xué)鉆探工程中,國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心負(fù)責(zé)的流體地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備了GC、HPLC和小型氣體質(zhì)譜儀等多種現(xiàn)代分析設(shè)備,對(duì)鉆井過程中泥漿的氣體和離子組成進(jìn)行了不間斷測(cè)量和實(shí)時(shí)氣體數(shù)據(jù)跟蹤,得到了CCSD的5158m主孔氣體(H2、He、CH4、O2、N2、Ar和CO2)和泥漿中陰陽(yáng)離子(Cl-、SO2?442-、F-、NO?33-、K+、Ca2+、Mg2+)的完整剖面,為鉆井過程決策和相關(guān)項(xiàng)目的科學(xué)研究提供了大量有價(jià)值數(shù)據(jù)。取得的成果有:①通過H2的異常升高為鉆頭磨損提供實(shí)時(shí)指示;②捕獲了蘇門達(dá)臘、昆侖山西口等8級(jí)以上大地震造成的CCSD流體異常數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了地震與流體異常的相關(guān)性;③對(duì)He異常中的幔源成分進(jìn)行了解析,證實(shí)了存在幔源流體的貢獻(xiàn);④對(duì)H2、CO2的大異常進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究,證實(shí)由泥漿分解產(chǎn)生的CO2和H2與來自地下的流體并存是4820～4930m井段極高異常的原因;⑤甲烷異常與晶洞具有極好相關(guān)。目前正在開展的以國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心為牽頭單位,中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所、勘探技術(shù)研究所、北京探礦工程研究所參加的國(guó)家“863”項(xiàng)目“多功能車載野外實(shí)驗(yàn)分析裝備”課題的主要目標(biāo)是面向西部偏遠(yuǎn)覆蓋區(qū)的礦產(chǎn)勘查,集淺鉆取樣、制樣和現(xiàn)場(chǎng)分析于一體。該課題強(qiáng)調(diào)快速性、經(jīng)濟(jì)性和有效性,劃分為鉆探取樣、賤金屬分析、貴金屬分析、氣體分析、車載集成等若干模塊,并按模塊相對(duì)獨(dú)立地開展工作。這也為研究成果的擴(kuò)展應(yīng)用打下了好的基礎(chǔ)。例如氣體分析可獨(dú)立應(yīng)用于科學(xué)鉆探現(xiàn)場(chǎng),賤金屬、貴金屬可應(yīng)用于鉆探現(xiàn)場(chǎng)等。目前,各模塊正在按分工開展工作,已取得一些初步研究成果。項(xiàng)目研究目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將極大地推動(dòng)野外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的跨越式發(fā)展。2.6地質(zhì)樣品的應(yīng)用基礎(chǔ)理論無污染或低污染的“綠色”分析技術(shù)和樣品制備技術(shù)方法的開發(fā)也成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心在國(guó)內(nèi)率先開展了樣品粒度與分析測(cè)試中最低樣品消耗量間關(guān)系的研究[163,164,165,166,167],對(duì)涉及不同類型地質(zhì)樣品的粒度、樣品代表性和最小取樣量的應(yīng)用基礎(chǔ)理論進(jìn)行了探討,并取得了初步成果。證明了當(dāng)樣品粒度<30μm時(shí),取樣量減小到2mg仍能保證試樣的代表性,使樣品溶解的總用酸量減小到0.5mL,較常規(guī)方法酸的消耗量降低了100倍,并大大減小了溶樣時(shí)間,提高了分析效率。這種前瞻性的應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究的突破,不僅將降低分析成本,提高分析效率,而且還將極大地減小分析試劑對(duì)環(huán)境的二次污染。這項(xiàng)研究的突破將成為分析化學(xué)中的一次重要的理論和實(shí)踐的創(chuàng)新。國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心還結(jié)合地下水、土壤中有機(jī)污染物調(diào)查,開展了固相萃取、加速溶劑萃取等低污染樣品處理技術(shù)的研究,并取得了進(jìn)展。2.7應(yīng)用成果的科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)圍繞現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試質(zhì)量控制與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制也越來越引起重視。在“十五”期間,國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所和武漢綜合巖礦測(cè)試中心開展LIMS的研究并獲得重要進(jìn)展的基礎(chǔ)上,國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心和宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所對(duì)研究成果進(jìn)行了進(jìn)一步的完善。宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所的研究成果在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的支持下,開始在全國(guó)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室推廣。利用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)和信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)海量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、管理和共享,完善實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制體系仍將是今后地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作重要環(huán)節(jié)和研究熱點(diǎn)?？萍紬l件平臺(tái)建設(shè)的另一重要成果是中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心的科技人員在國(guó)內(nèi)外首次攻克了基于軟件測(cè)控大型離子探針質(zhì)譜儀遠(yuǎn)程共享系統(tǒng)(SROS)的操作技術(shù),實(shí)現(xiàn)了在Internet公共網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作實(shí)驗(yàn)為目的的大型科學(xué)儀器的遠(yuǎn)程共享。自2005年9月,北京離子探針中心已實(shí)現(xiàn)與國(guó)內(nèi)外多個(gè)著名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)間SHRIMPⅡ的單向控制和雙向互控。該成果為國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè),特別是大型儀器設(shè)備的遠(yuǎn)程共享開創(chuàng)了成功的先河,起到了示范作用,受到科技界廣泛的贊譽(yù)和高度評(píng)價(jià)。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院北京離子探針中心SHRIMPⅡ離子探針質(zhì)譜儀的遠(yuǎn)程共享成果不僅使我國(guó)在國(guó)際同位素地質(zhì)研究中占有重要的一席之地,而且也將促進(jìn)實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究觀念和方式的變革。近年來,國(guó)內(nèi)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室重視地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作,在國(guó)家科研院所基礎(chǔ)性專項(xiàng)和地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的支持下,修訂了一系列地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn),研制了一批地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),制定了一些重要的地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范在地質(zhì)科研和地質(zhì)調(diào)查中發(fā)揮了重要作用[168,169,170,171,172,173]。2.8多功能模塊化預(yù)處理技術(shù)及設(shè)備國(guó)家重視具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),先進(jìn)、適用的專業(yè)化地質(zhì)分析儀器及相關(guān)輔助設(shè)備研發(fā),這也將成為今后地質(zhì)分析研究的重要領(lǐng)域。地質(zhì)分析測(cè)試儀器的研制可追溯至20世紀(jì)70年代。自2001年,國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心連續(xù)3次通過競(jìng)標(biāo)主持了國(guó)家“十五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目《科學(xué)儀器的研制與開發(fā)》中的《科學(xué)儀器支撐裝置和系統(tǒng)的研制與開發(fā)》、《樣品自動(dòng)化前處理儀器設(shè)備的研制與開發(fā)》和“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目《科學(xué)儀器設(shè)備研制與開發(fā)》中第一課題《高穩(wěn)定度光源的研制與開發(fā)》。其中“十五”的第一、二兩個(gè)課題已分別于2004年2月和2007年6月通過驗(yàn)收,研發(fā)成果獲得相關(guān)專家和科技部的好評(píng),研究成果獲2008年國(guó)土資源科技成果二等獎(jiǎng)。隨著現(xiàn)代地球化學(xué)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境地質(zhì)學(xué)的發(fā)展以及多目標(biāo)地質(zhì)調(diào)查工作的需求,一些常規(guī)和大型的分析測(cè)試儀器在地質(zhì)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。針對(duì)這種形勢(shì),近年來,科學(xué)儀器研發(fā)的重點(diǎn)聚焦于與大型分析測(cè)試儀器相配套應(yīng)用的樣品前處理裝置和部分中小型專用儀器設(shè)備的研發(fā)工作,并取得了一些進(jìn)展。在樣品自動(dòng)化前處理裝置的研發(fā)工作中,結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展方向,進(jìn)行了綠色低污染溶劑萃取技術(shù),樣品分析測(cè)試中的在線分離、消解等多功能模塊化預(yù)處理技術(shù),復(fù)雜樣品中目標(biāo)化合物的提取及富集技術(shù),樣品溶液自動(dòng)化比例進(jìn)樣及處理技術(shù)方面儀器設(shè)備的研發(fā)。在綠色低污染溶劑萃取技術(shù)方面,先后研制了頂空、吹掃捕集無溶劑萃取裝置,全自動(dòng)多路加溫加壓快速溶劑萃取儀,光纖控溫微波萃取裝置,小型在線加速溶劑萃取儀和六路并聯(lián)全自動(dòng)快速溶劑萃取裝置等設(shè)備及裝置中的高壓、高溫萃取池,壓緊式密封和完全獨(dú)立的上下雙截止閥設(shè)計(jì),小型在線加速溶劑萃取儀與氣相色譜在線聯(lián)用設(shè)計(jì),光纖控溫及微量可燃性氣體控制保護(hù)等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)。在樣品的分離、富集技術(shù)和溶液自動(dòng)化處理技術(shù)方面,研制了亞臨界、超臨界流體萃取裝置,凝膠滲析萃取裝置,帶有分離、富集、萃取等樣品預(yù)處理功能模塊的全自動(dòng)順序注射在線四道樣品/試劑引入裝置等設(shè)備以及設(shè)備中閥體的自動(dòng)控溫設(shè)計(jì),低脈動(dòng)泵和可調(diào)波長(zhǎng)紫外檢測(cè)器設(shè)計(jì),時(shí)間模式餾分收集設(shè)計(jì)等具有創(chuàng)新性的技術(shù)。結(jié)合地調(diào)項(xiàng)目,研發(fā)了元素有機(jī)形態(tài)分離及檢測(cè)設(shè)備和自動(dòng)在線預(yù)處理水質(zhì)分析裝置。利用元素有機(jī)形態(tài)分離及檢測(cè)設(shè)備,進(jìn)行了地球化學(xué)土壤、底泥樣品中As元素形態(tài)的最佳提取試劑配比、提取條件和測(cè)試方法研究,同時(shí)進(jìn)行了地下水、地表水、生物體液及組織中As元素形態(tài)的檢測(cè)試驗(yàn)探討,取得較滿意的檢測(cè)效果。目前,國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心與北京吉天儀器有限公司聯(lián)合研發(fā)的專門用于生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中重要有毒有害元素As、Hg、Sn、Pb、Se、Cd形態(tài)分析的AS-10型元素形態(tài)分析儀已進(jìn)入應(yīng)用研究階段,并于2008年通過鑒定,進(jìn)入分析儀器市場(chǎng),將在地下水污染調(diào)查中發(fā)揮重要作用。在自動(dòng)在線預(yù)處理水質(zhì)分析裝置的應(yīng)用研究中,通過不同模塊的功能組合,使其能自動(dòng)完成消解、加熱、蒸餾、萃取、分離等工作,能夠?qū)︼嬘盟⒌乇硭?、污水、工業(yè)廢水的氰化物、揮發(fā)酚、總磷、陰離子表面活性劑進(jìn)行在線處理和檢測(cè)。此項(xiàng)技術(shù)和裝置的推廣應(yīng)用,可以大大提高分析速度、準(zhǔn)確度和精度,減少樣品和試劑的消耗,減少不同水平分析測(cè)試人員手工操作帶來的誤差和環(huán)境污染。以國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心為主的研發(fā)團(tuán)隊(duì)在近三年的工作中,在許多關(guān)鍵技術(shù)上都形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),先后申請(qǐng)了15項(xiàng)專利(已授權(quán)7項(xiàng)),發(fā)表了相關(guān)論文10余篇,取得了較好的成績(jī)[174,175,176,177]。除此之外,“十五”期間,成都理工大學(xué)研制開發(fā)了便攜式現(xiàn)場(chǎng)X熒光分析儀,該儀器在引進(jìn)美國(guó)新產(chǎn)品電致冷Si-PIN探測(cè)器的基礎(chǔ)上,研究開發(fā)了2048多道分析器,高、低壓電源和系統(tǒng)控制、采譜程序和分析方法軟件。該儀器首次在同類型儀器中使用功能完整的基體校正模式,為進(jìn)行基體復(fù)雜的地質(zhì)、礦物樣品分析打下了基礎(chǔ),有望在國(guó)土資源地質(zhì)大調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)分析中得到應(yīng)用。特別值得一提的是,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所研制的便攜式近紅外礦物分析儀的成功研制為硅酸鹽單礦物、含羥基硅酸鹽礦物、硫酸鹽礦物和碳酸鹽礦物的野外現(xiàn)場(chǎng)分析提供了準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、適用的手段,并已得到推廣應(yīng)用,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這些成果的取得都不同程度地抓住了分析測(cè)試儀器、裝置的研發(fā)與升級(jí)改造技術(shù)研究的關(guān)鍵:①重視對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān);②充分利用現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)和精密加工等技術(shù)實(shí)現(xiàn)分析測(cè)試儀器的自動(dòng)化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化;③注重建立產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的分析儀器使用、升級(jí)改造、研制三位一體的科學(xué)儀器新研發(fā)機(jī)制,開發(fā)擁有自己特色、優(yōu)勢(shì)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科學(xué)儀器、裝置,以充分發(fā)揮和挖掘現(xiàn)有資源的潛力;④與企業(yè)結(jié)合,推動(dòng)研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化。這些成果也為今后分析測(cè)試儀器、裝置的研發(fā)與升級(jí)改造創(chuàng)造了經(jīng)驗(yàn)。3中國(guó)地質(zhì)勘察技術(shù)的發(fā)展3.1缺乏對(duì)地球科學(xué)研究的重要研究支撐與國(guó)際先進(jìn)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展相比,我國(guó)在硬件設(shè)施上已處于國(guó)際先進(jìn)水平,差距主要表現(xiàn)在4個(gè)方面:①科技理念上的差異。缺乏面對(duì)地球科學(xué)研究需求轉(zhuǎn)變的敏感性,在“以人為本”,特別是人才的投入和培養(yǎng)機(jī)制、方式上存在顯著的差距;②在鼓勵(lì)自主創(chuàng)新方面,缺乏足夠的經(jīng)費(fèi)投入和具體可行的措施;③地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化工作嚴(yán)重滯后,難以滿足地質(zhì)科研和調(diào)查的需求;④重實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器設(shè)備采購(gòu),輕實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器設(shè)備的自主研發(fā)。這使得中國(guó)的地質(zhì)分析科學(xué)家們的研究工作只能被動(dòng)地跟在國(guó)外同行的后面,難以進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。3.2主要問題當(dāng)前地質(zhì)分析技術(shù)研究與發(fā)展仍然存在許多問題和不足之處,與國(guó)家對(duì)地質(zhì)分析的要求相比,還存在較大差距。3.2.1中國(guó)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)創(chuàng)新方面存在的問題我國(guó)地質(zhì)分析測(cè)試部門存在的管理體制和運(yùn)行機(jī)制問題主要反映在以下方面。(1)目前,部門地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作還缺乏統(tǒng)一、完善、高效的管理體制,各地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室缺乏根據(jù)專業(yè)需求和整體布局的明確定位和合理的分工,在專業(yè)發(fā)展方向上存在交叉重復(fù)。(2)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作缺乏系統(tǒng)的整體規(guī)劃,缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。規(guī)劃與計(jì)劃存在脫節(jié)現(xiàn)象,計(jì)劃隨意性強(qiáng)。項(xiàng)目缺乏統(tǒng)一部署,缺乏大項(xiàng)目機(jī)制,集中體現(xiàn)在項(xiàng)目小而散,難以形成有影響的大成果,存在低水平的重復(fù)研究。(3)科技創(chuàng)新和面向地質(zhì)科研地質(zhì)調(diào)查的服務(wù)意識(shí)和能力不強(qiáng),在實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)應(yīng)用理論的原始創(chuàng)新,新技術(shù)應(yīng)用的集成創(chuàng)新和引進(jìn)技術(shù)的消化,再創(chuàng)新能力不強(qiáng),技術(shù)創(chuàng)新主要還停留在跟蹤國(guó)外新理論、新技術(shù)的水平上,難以取得突破性的、國(guó)際一流的成果;實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)主動(dòng)服務(wù)于地質(zhì)科研和調(diào)查的意識(shí)不強(qiáng),從地質(zhì)科研、地質(zhì)調(diào)查的實(shí)際出發(fā),解決重大地質(zhì)理論、技術(shù)、方法的支撐能力不足。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)服務(wù)于社會(huì)和公眾的意識(shí)和能力也還不強(qiáng)。(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)研究與地球科學(xué)研究和地質(zhì)調(diào)查的需求結(jié)合不夠緊密,一些項(xiàng)目缺乏明確的科學(xué)目標(biāo),針對(duì)重大地質(zhì)科學(xué)問題的技術(shù)攻關(guān)和分析測(cè)試體系的建設(shè)重視不夠,一方面導(dǎo)致研究與應(yīng)用存在脫節(jié)現(xiàn)象,另一方面形成的成果難以推廣。地質(zhì)科研人員與技術(shù)人員的脫節(jié)是重要原因之一。(5)擁有龐大的實(shí)驗(yàn)測(cè)試體系和大量先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝備,但力量分散、研究工作各自為政的現(xiàn)象嚴(yán)重,仍未擺脫封閉式研究的模式。開放、聯(lián)合、設(shè)備和信息等科技資源共享的研究機(jī)制遠(yuǎn)未建立,這也是難以取得重大技術(shù)進(jìn)步和科研成果的原因之一。(6)缺乏“以人為本”的理念,難以充分調(diào)動(dòng)科技人員積極性,缺乏支持探索、鼓勵(lì)創(chuàng)新、弘揚(yáng)嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)、獻(xiàn)身地質(zhì)科研事業(yè)和切實(shí)加強(qiáng)科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)的激勵(lì)機(jī)制和措施。同時(shí)也缺乏吸引國(guó)內(nèi)外一流科技人才,穩(wěn)定現(xiàn)有高水平研究人才的機(jī)制和措施。(7)缺乏開展地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)“走出去”、“請(qǐng)進(jìn)來”的對(duì)外交流機(jī)制。開展地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)研究的國(guó)際合作和交流仍是地球科學(xué)研究中較為薄弱的環(huán)節(jié),也是制約地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試科研工作取得跨越式發(fā)展的重要原因之一。3.2.2地質(zhì)實(shí)踐技術(shù)的展望地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)方法研究存在的問題主要體現(xiàn)在以下方面。(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)試新技術(shù)、新方法的創(chuàng)新不突出,成果綜合與集成程度不高,難以形成重大成果。(2)重研究,輕推廣。一是新技術(shù)方法難以廣泛應(yīng)用,使研究投入難以回報(bào);二是研究成果難以得到實(shí)踐的檢驗(yàn),使研究工作難以深入。(3)重硬件,輕軟件。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試資源共享程度低,實(shí)驗(yàn)室開放交流不夠,部分儀器重復(fù)購(gòu)置、開工不足造成資源浪費(fèi)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用推廣缺乏重視,難以發(fā)揮新技術(shù)(具有海量數(shù)據(jù)處理能力)的應(yīng)用潛力。(4)重眼前,輕長(zhǎng)遠(yuǎn)。對(duì)長(zhǎng)期發(fā)展所需的基礎(chǔ)性、前瞻性研究缺乏持續(xù)的支持,缺乏對(duì)用于前瞻性、創(chuàng)新性研究和易于出有顯示度的大型儀器設(shè)備(如加速器質(zhì)譜AMS)引進(jìn)工作的足夠重視,導(dǎo)致前期研究與開發(fā)積累不足,難以擺脫不能為地質(zhì)調(diào)查新領(lǐng)域及時(shí)提供高水平技術(shù)支撐的被動(dòng)局面。設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率低下,新儀器開發(fā)嚴(yán)重不足;缺乏高集成度、多功能、高精度的現(xiàn)場(chǎng)分析測(cè)試儀器和技術(shù)。(5)重任務(wù),輕建設(shè)。對(duì)于科研單位,學(xué)科的發(fā)展是基礎(chǔ),需要幾十年甚至幾代人持之以恒的不懈努力,才能造就一個(gè)優(yōu)勢(shì)學(xué)科,造就一支本學(xué)科的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)。目前,科技經(jīng)費(fèi)分布的不合理造成了學(xué)科的發(fā)展往往是跟著任務(wù)走,在一定程度上是任務(wù)決定學(xué)科。這種趨勢(shì)將對(duì)科研工作的發(fā)展產(chǎn)生極為不利的影響。應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以任務(wù)帶動(dòng)學(xué)科的發(fā)展,以學(xué)科的發(fā)展支撐重大的科技任務(wù)。(6)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化工作嚴(yán)重滯后。無論是地質(zhì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范的制定、地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品的研制,還是標(biāo)準(zhǔn)方法(特別是新技術(shù)方法)的制(修)訂都難以滿足地質(zhì)科研和調(diào)查的需求?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)品種不全,定值項(xiàng)目和含量范圍難以滿足地質(zhì)科研和地質(zhì)調(diào)查的需要。絕大多數(shù)方法標(biāo)準(zhǔn)仍以傳統(tǒng)的化學(xué)法為主,技術(shù)落后,標(biāo)準(zhǔn)水平低,明顯落后于測(cè)試技術(shù)的發(fā)展。地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化研究的現(xiàn)狀已直接影響地質(zhì)科研和地質(zhì)調(diào)查工作的質(zhì)量和水平。(7)實(shí)驗(yàn)測(cè)試隊(duì)伍的建設(shè),特別是優(yōu)秀科研團(tuán)隊(duì)的建設(shè)是最突出的問題。目前,我國(guó)實(shí)驗(yàn)測(cè)試隊(duì)伍距離中央要求的人員精干、結(jié)構(gòu)合理、裝備精良、能承擔(dān)重大任務(wù)的要求還存在很大差距。4地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的研究方向國(guó)家地質(zhì)工作的根本轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)科學(xué)本身重大的轉(zhuǎn)折。地學(xué)研究領(lǐng)域的拓寬無疑為地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)的研究提出了挑戰(zhàn)和提供了發(fā)展機(jī)遇。作者認(rèn)為,優(yōu)先支持重大領(lǐng)域或課題和加強(qiáng)關(guān)鍵地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)與方法的研究,是進(jìn)一步促進(jìn)地質(zhì)分析測(cè)試技術(shù)發(fā)展的重要方向。4.1優(yōu)先支持主要領(lǐng)域和主題優(yōu)先支持的重大領(lǐng)域或課題體現(xiàn)在以下方面。(1)土地及生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查的技術(shù)研究包括:①土地及生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查中重要重金屬分析測(cè)試技術(shù)方法;②土地及生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查中形態(tài)、價(jià)態(tài)、有效態(tài)分析技術(shù)方法;③土地及生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查中重要有機(jī)污染物和金屬有機(jī)化合物分析測(cè)試技術(shù)方法研究;④土地及生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查中生物樣品的分析測(cè)試技術(shù)方法;⑤土地及生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查中污染源示蹤技術(shù)方法;⑥天然放射性(氡)潛勢(shì)調(diào)查技術(shù)方法及技術(shù)、質(zhì)量規(guī)范;⑦開展全國(guó)土壤污染調(diào)查有機(jī)污染物指標(biāo)體系、技術(shù)方法和質(zhì)量控制體系的建設(shè);⑧生物地球化學(xué)分析與質(zhì)量控制技術(shù)研究。(2)煤炭測(cè)試方法體系包括:①陸地油氣地球化學(xué)勘探分析測(cè)試技術(shù)方法及其應(yīng)用研究;②建立以現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)為主的煤炭分析測(cè)試體系;③建立油頁(yè)巖、油巖等非常規(guī)能源重要組分的分析測(cè)試方法體系;④水域油氣勘探分析測(cè)試技術(shù)方法研究;⑤進(jìn)行油氣資源的成油(氣)時(shí)代,即物質(zhì)來源測(cè)試技術(shù)方法研究。(3)實(shí)驗(yàn)分析方法包括:①進(jìn)一步完善以現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)為主的不同比例尺的化探、多目標(biāo)調(diào)查實(shí)驗(yàn)測(cè)試體系;②建立、完善以現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)為主的重要金屬與非金屬礦產(chǎn)資源(礦石、單礦物)實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)方法體系,如難度較大的硫化礦物中超痕量稀土元素分析、礦物中鉑族元素原位分析等,礦石類樣品的XRF快速分析方法的應(yīng)用研究(如銅、鉛、鋅、鉬、鎢礦石等);③建立與完善鹽湖資源實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)方法體系。(4)海域天然氣地質(zhì)測(cè)試方法包括:①海洋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和綜合地質(zhì)調(diào)查中化學(xué)成分分析技術(shù)方法體系;②重點(diǎn)海域和海岸帶海洋環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)分析測(cè)試技術(shù)方法體系;③建立、完善海域天然氣水合物分析方法;④海洋油氣分析測(cè)試技術(shù)方法;⑤海洋環(huán)境地質(zhì)分析測(cè)試技術(shù)方法;⑥海洋生物樣品分析測(cè)試技術(shù)方法;⑦海洋現(xiàn)場(chǎng)、原位、在線分析測(cè)試技術(shù)方法;⑧海水及海洋沉積物、環(huán)境地質(zhì)樣品和生物樣品中揮發(fā)性苯系物、鹵代烴、氯苯等有機(jī)污染物測(cè)定方法,海洋沉積物中持久性有機(jī)污染物分析。(5)建立、完善地下水污染調(diào)查的有機(jī)污染物分析技術(shù)與檢測(cè)方法包括: