地球化學(xué)研究成本可能很高，而且需要制備大量的樣品，不過，基于機器人技術(shù)的創(chuàng)新型XRF檢測方式正在改變這一現(xiàn)狀。機器人技術(shù)的進步使人們可以更迅速、更高效地完成地質(zhì)勘探項目中的X射線熒光（XRF）分析。
促使XRF分析發(fā)生重大變革的一項創(chuàng)新型機器人研究成果是GERDA（Geochemical Research and Documentation Assistant），即自動化地球化學(xué)研究和文檔助手。GERDA是由芬蘭MEFFA Lab Oy公司創(chuàng)建的一種自動化裝置，其設(shè)計宗旨是使用便攜式XRF分析儀對巖芯盒中的巖芯，或者裝在塑料袋中的土壤、沉積物和碎石進行自動檢測，以獲得更高的樣品檢測通量。
該自動化系統(tǒng)安裝在一臺數(shù)控床上，裝配有一個Vanta手持式XRF分析儀、一個高分辨率USB攝像頭、一個基于Raspberry Pi 3的簡易控制模塊，以及可以進行數(shù)據(jù)處理并實現(xiàn)結(jié)果可視化的使用方便的軟件。
在研發(fā)GERDA的同時，研究人員還開發(fā)了一種被稱為“金塊效應(yīng)黃金檢測”（NEFFA）的獨特方法，用于評估樣品（通常為碎石或碎鉆芯）中的金礦化程度。
開發(fā)GERDA系統(tǒng)
GERDA系統(tǒng)是由一個使用便攜式XRF分析儀完成礦產(chǎn)勘探項目超過了15年的團隊開發(fā)建成。這個團隊的主要任務(wù)是在黃金勘探項目中發(fā)現(xiàn)探途元素。隨著時間的推移，他們見證了便攜式XRF分析儀的發(fā)展過程，特別是分析儀在檢測速度上的提高：雖然檢測時間減少了，但是依然可以達到很高的精度水平。
他們也看到了奧林巴斯在探測器技術(shù)和信號處理方面的發(fā)展進步，特別是Vanta分析儀可以為包含金元素（Au）在內(nèi)的許多元素提供更低的檢出限。作為預(yù)算有限的初級勘探團隊，他們的重點工作是綠地勘探、快速識別異?，F(xiàn)象、生成鉆探目標，以及獲得潛在的新發(fā)現(xiàn)。完成這些任務(wù)的關(guān)鍵是使用便攜式XRF分析儀檢測大量樣品，而不是在實驗室里對所有樣品進行分析。而GERDA可以賦予他們這個能力。
GERDA的設(shè)計目的如下:
- 為已經(jīng)擁有便攜式XRF分析儀的用戶提高樣品檢測通量
- 為成本更高的實驗室分析選擇適當?shù)臉悠?/li>
- 更快地獲取有價值的結(jié)果，以便進行實時跟進/補充
- 降低勘探分析預(yù)算的總體成本
- 提高勘探計劃的效率
什么是金塊效應(yīng)黃金檢測（NEFFA）?
要了解這項新技術(shù)，就必須了解“金塊效應(yīng)”的工作原理。金塊效應(yīng)是一個術(shù)語，用于描述在樣品中含有較大金顆粒（金塊）時可能會出現(xiàn)的采樣問題。在傳統(tǒng)的采樣過程中，如果選取了帶有金塊的部分，研究人員可能會高估樣品中的含金量。但是如果所選部分沒有金塊，則樣品的含金量可能會被低估。在黃金勘探和開采項目中，這種可變性會導(dǎo)致工作人員獲得不準確的結(jié)果，犯下代價高昂的錯誤。
金塊效應(yīng)黃金檢測（NEFFA）技術(shù)旨在將傳統(tǒng)上與金塊效應(yīng)相關(guān)的挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為機遇。NEFFA技術(shù)試圖通過對某種地質(zhì)材料（通常是碎石或碎鉆芯）進行多次無損、系統(tǒng)性的分析來測量金塊效應(yīng)，以根據(jù)樣品中各種元素的分布情況確定是否存在黃金或其他貴金屬。NEFFA重新定義并簡化了傳統(tǒng)的樣品制備程序，目的是根據(jù)便攜式XRF分析儀所提供的半定量性金含量結(jié)果，識別出需要關(guān)注的具有潛在價值的樣品，供實驗室完成進一步分析。
NEFFA的運作方式如下：
- 根據(jù)樣品材料性質(zhì)的不同，將具有代表性的樣品分為每份20到30克承裝在透明樣品袋或塑料薄膜中，以確保樣品不會受到外部制劑的污染
- 將樣品平整為10厘米 × 10厘米的正方形塊狀，樣品的深度不超過2毫米
- 在樣品上疊加網(wǎng)格或矩陣，每個小格的尺寸為1厘米 × 1厘米
- 在面積為1平方厘米的每個小格區(qū)域內(nèi)進行測量，然后報告所有結(jié)果的平均值
- 這項技術(shù)對粒徑小于3毫米的碎石或碎鉆芯樣品非常有效，但是對均質(zhì)礦漿樣品無效
- 可以直接對回轉(zhuǎn)式空氣爆破樣品和反循環(huán)鉆進樣品進行分析
NEFFA技術(shù)用于分析巖石樣品中的金元素
這種方法利用了GERDA在一般勘探項目中的高檢測通量優(yōu)勢，并借助XRF分析儀提供的金元素估算值，為金礦勘探增添了附加值。我們承認NEFFA可能會被認為是一種非傳統(tǒng)方法。便攜式XRF分析儀在分析金元素方面的弱點眾所周知（元素光譜重疊會導(dǎo)致誤判，并且與實驗室分析相比，檢出限（LOD）相對較高），然而開發(fā)了GERDA和NEFFA的團隊通過對新技術(shù)的初步運用，表明了這種自動化系統(tǒng)不僅可以提供有價值的黃金數(shù)據(jù)，還可以節(jié)省成本。此外，在擬議實施這項技術(shù)時，必須遵守當?shù)氐妮椛浒踩霸S可要求。
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