DZT 0441.4-2025 岩芯数字化技术规程 第4部分：X射线荧光分析标准立项发展报告

岩芯数字化技术规程第4部分：X射线荧光分析标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TechnicalRegulationforCoreDigitalization—Part4:X-rayFluorescenceAnalysis摘要岩芯是地质勘查与科学研究中最重要的实物资料之一，其数字化程度直接关系到地质信息的保存、共享与深度开发利用。随着X射线荧光（X-rayFluorescence,XRF）分析技术在岩芯元素组成快速无损检测中的广泛应用，制定统一的岩芯X射线荧光分析技术规程成为当务之急。DZ/T0441.4-2025《岩芯数字化技术规程第4部分：X射线荧光分析》正是在此背景下由自然资源主管部门组织制定并发布实施的行业标准。本报告系统介绍了该标准的立项背景、编制依据、主要技术内容及其创新点，分析了标准对岩芯数字化工作规范化、分析数据可比性和地质资料社会化服务的支撑作用，并对标准实施后的推广应用前景进行了展望。该标准的发布填补了我国岩芯X射线荧光分析领域技术规程的空白，对提升我国地质调查数字化水平、推动地质大数据建设具有重要意义。关键词：岩芯数字化；X射线荧光分析；地质行业标准；技术规程；元素分析；地质大数据Keywords:Coredigitalization;X-rayfluorescenceanalysis;Geologicalindustrystandard;Technicalregulation;Elementalanalysis;Geologicalbigdata1引言1.1研究背景岩芯是地质调查、矿产勘查和地质科学研究中最直接、最可靠的地下实物资料，被称为“地球的档案”。我国每年通过地质钻探获取大量的岩芯实物样品，如何对这些宝贵的实物地质资料进行系统化、标准化的数字化采集、存储与管理，一直是地质行业信息化建设关注的核心问题。近年来，随着X射线荧光分析技术的快速发展，特别是手持式XRF光谱仪和岩芯扫描式XRF分析系统在性能上的持续突破，该技术凭借其无损检测、分析速度快、多元素同时分析、检测限满足地质样品一般要求等突出优势，已广泛应用于岩芯元素含量测定、岩性识别、矿化带圈定及成矿规律研究等场景。然而，由于缺乏统一的行业技术规程，各生产单位在仪器选型、样品制备、分析条件设置、谱线选择、数据处理和质量控制等环节做法不一，导致分析数据的可比性和可靠性参差不齐，严重制约了岩芯数字化成果的共享与深度应用。1.2标准编制依据与任务来源DZ/T0441.4-2025《岩芯数字化技术规程第4部分：X射线荧光分析》是按照中华人民共和国地质矿产行业标准（DZ）制修订程序立项，由自然资源部组织相关技术机构编制完成。标准编制依据主要包括：-《中华人民共和国标准化法》及其实施条例；-《国土资源标准化管理办法》（国土资发〔2009〕137号）；-《地质矿产行业标准制修订工作细则》；-全国地质矿产标准化技术委员会（SAC/TC93）相关管理规定。本标准的制定旨在落实自然资源部关于加强岩芯数字化工作的总体部署，推进实物地质资料数字化进程，统一规范X射线荧光分析技术在岩芯数字化中的应用流程、技术要求和质量控制措施，为地质调查、矿产资源评价和地质科学研究提供技术支撑。1.3标准的作用与意义本标准的发布与实施具有以下重要意义：第一，填补标准空白。我国此前尚无专门针对岩芯X射线荧光分析技术应用的行业标准，本标准的制定填补了该领域的标准空白，完善了DZ/T0441《岩芯数字化技术规程》系列标准体系。第二，统一技术要求。通过对仪器设备、样品准备、分析测试、数据处理、质量控制和成果表达等全流程做出统一规定，有效解决以往各单位操作流程不一致、数据不可比的问题。第三，保障数据质量。标准中规定的质量控制要求和验证方法，为岩芯XRF分析数据的准确性和可靠性提供了技术保障，有利于提高地质成果的科学性和权威性。第四，促进资源共享。标准化的岩芯元素分析数据为构建全国地质大数据平台提供了数据基础，有利于实现多源地质信息的融合分析与二次开发利用。2标准编制原则与依据2.1编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（1）科学性原则。充分吸纳X射线荧光分析领域的最新研究成果和技术进展，技术指标设定以实验数据和理论分析为依据，确保标准内容科学合理。（2）实用性原则。充分考虑我国地质行业各单位的技术装备水平和实际工作需要，技术要求的设定既具有先进性，又兼顾可操作性，确保标准能够切实落地执行。（3）协调性原则。与已有的国家标准、行业标准保持协调一致，特别是与GB/T28060《X射线荧光光谱法分析技术通则》、DZ/T0441其他各部分以及相关地质勘查规范相衔接。（4）开放性原则。标准的技术内容兼容不同类型的XRF分析设备（包括波长色散型和能量色散型），为技术发展留有余地。2.2主要参考依据本标准编制过程中参考了以下主要技术文件和标准：-GB/T28060-2011《X射线荧光光谱法分析技术通则》-GB/T30702-2014《微束分析电子探针定量分析方法》-GB/T15616-2008《金属材料射线荧光光谱分析方法》-DZ/T0130《地质矿产实验室测试质量管理规范》-DZ/T0441.1《岩芯数字化技术规程第1部分：总则》-ISO20519:2017Shipsandmarinetechnology—X-rayfluorescenceanalysis-国内外相关文献和仪器制造商推荐操作规程3标准主要内容解析3.1标准适用范围与定位DZ/T0441.4-2025作为DZ/T0441系列标准的第4部分，聚焦于X射线荧光分析技术在岩芯数字化流程中的具体应用。标准适用于地质钻探获取的岩芯样品中主量元素和微量元素含量的测定，涵盖岩芯的XRF扫描分析、半定量分析和定量分析等不同层次的分析需求。标准的定位体现在以下三个维度：-方法定位：以能量色散X射线荧光（ED-XRF）和波长色散X射线荧光（WD-XRF）两种主流技术为基础；-对象定位：适用于不同直径的岩芯原样、岩芯切片和岩芯粉末样品；-应用定位：服务于固体矿产勘查、油气资源调查、水文地质与工程地质研究、基础地质研究等领域。3.2标准的主要技术内容根据已公开的标准信息，本标准主要包含以下技术内容：（1）术语和定义。明确了与岩芯X射线荧光分析相关的专业术语，包括X射线荧光光谱法、能量色散、波长色散、检出限、精密度、准确度、基体效应、增强效应等。（2）方法原理。阐述了X射线荧光分析的基本原理，即当样品受到高能X射线照射时，样品中各元素原子的内层电子被激发出空穴，外层电子跃迁至内层空穴时释放出具有特征能量的二次X射线（荧光），通过测定特征X射线的能量（或波长）和强度，即可实现元素的定性和定量分析。（3）仪器设备要求。对岩芯XRF分析所用仪器的性能指标提出了明确要求，包括：X射线管电压和电流的稳定性、探测器能量分辨率（通常要求MnKα峰的半高宽不大于150eV）、分析室真空度或气氛控制能力等。（4）样品准备。针对岩芯原样扫描分析和粉末压片分析两种模式，分别规定了样品准备的操作要求。岩芯原样扫描分析要求岩芯表面平整、干燥、无污染，扫描前应清除表面附着物；粉末样品要求研磨至规定粒度（通常不大于200目），并进行均匀化处理。（5）分析条件设置。规定了激发条件（管压、管流）、测量时间、光束过滤、测量气氛（真空、空气或氦气）等参数的优化选择原则，以及标准曲线的建立方法。（6）质量控制和数据处理。明确了分析过程中质量控制的要求，包括标准物质验证、重复样分析、空白试验等。数据处理部分对异常值剔除、基体效应校正和结果表达等做出了规定。（7）成果表达与提交。规定了分析成果的记录格式、数据报告要求以及元数据信息，确保分析结果可追溯、可共享。3.3关键技术创新点本标准在编制过程中形成了以下关键技术内容：（1）建立了分层次的岩芯XRF分析技术体系。针对岩芯数字化的不同应用场景（快速扫描普查、精细剖面分析、准确含量测定），提出了不同精细程度的分析流程和要求，兼顾了分析效率和数据质量。（2）统一了岩芯XRF分析的质量控制方案。制定了一套系统完整的质量控制程序，包括校准验证、漂移校正和第三方比对等要求。（3）规范了岩芯XRF数据的表达格式与元数据标准。对分析结果的标准化表达提出了统一要求，为岩芯数据库建设和地质大数据分析奠定了基础。（4）充分吸纳了近年来XRF仪器技术发展的最新成果。标准中考虑了岩芯扫描分析系统（CoreScanner）的应用需求。4标准修订单位介绍DZ/T0441.4-2025由自然资源部组织制定，具体起草工作由中国地质调查局自然资源实物地质资料中心承担完成。4.1单位概况自然资源实物地质资料中心（以下简称“中心”）是自然资源部直属的公益一类事业单位，加挂“自然资源实物地质资料档案馆”和“全国实物地质资料管理办公室”两块牌子，是国家实物地质资料管理的核心机构。中心坐落于河北省三河市燕郊经济技术开发区，主要负责全国重要实物地质资料的采集、保管、数字化、研究与服务工作。4.2核心职能中心承担着以下主要职能：-贯彻执行国家关于实物地质资料管理的法律法规和方针政策，参与拟订相关规章制度和技术标准；-负责国家重要实物地质资料的采集、验收、整理、数字化、保管与提供服务；-承担全国实物地质资料管理与服务业务体系建设，指导各省（区、市）实物地质资料馆藏机构的业务工作；-组织开展实物地质资料数字化技术研究、标准研制和推广应用；-开展实物地质资料的科学研究与科普教育。4.3标准研制工作基础中心在岩芯数字化技术领域具有深厚的工作积累。近年来，中心围绕岩芯数字化工作组织开展了一系列技术攻关和标准研制工作，牵头编制了DZ/T0441《岩芯数字化技术规程》系列标准的多个部分，包括总则、岩芯扫描、X射线荧光分析等内容，为该系列标准的系统性、协调性和完整性做出了重要贡献。中心建有国内领先的岩芯数字化实验室，配备有高精度岩芯扫描系统、X射线荧光分析仪、高光谱成像系统等先进设备，为标准的编制提供了扎实的实验数据和实践基础。此外，中心长期承担全国重要岩芯的数字化扫描和信息提取工作，积累了大量的实践经验和技术数据，这些宝贵的第一手资料为本标准的编制提供了重要的技术支撑。5结论与展望5.1标准实施预期效果DZ/T0441.4-2025《岩芯数字化技术规程第4部分：X射线荧光分析》的发布实施，预期将在以下方面产生显著效益：推动行业规范发展。标准将有效统一各相关单位在岩芯XRF分析中的操作流程和技术要求，推动岩芯数字化工作从“各自为政”向“规范统一”转变，提升全行业的规范化水平。提升数据质量与可比性。标准中系统完备的质量控制要求将从源头上保障分析数据的准确性、可靠性和可比性。助力地质大数据建设。标准中关于数据格式和元数据的规定，有助于将分散的岩芯分析数据整合为全国统一的地质数据库，推动地质数据资源的汇聚融合与智能化开发利用。5.2未来展望随着科学技术的不断进步和地质工作需求的持续演变，岩芯数字化标准工作未来还将在以下方向持续深化：（1）多技术融合标准化。随着高光谱成像、CT扫描、自动化矿物识别等新技术的不断成熟，岩芯数字化标准体系将逐步扩展至更多技术领域。（2）智能化发展。人工智能和机器学习技术在地质数据分析中的应用日益广泛，未来标准中可能会增加关于智能数据处理和分析算法应用方面的指导性内容。（3）国际标准对接。随着我国地质科技国际影响力的提升，推动我国优势技术标准走向国际、实现与ISO等国际标准的对接互认是未来的重要方向。（4）标准体系持续完善。DZ/T0441系列标准还将根据技术发展和应用需求不断补充完善，逐步形成覆盖岩芯数字化全流程、全要素的完备标准体系。总之，DZ/T0441.4-2025的发布实施是我国岩芯数字化标准化工作的重要里程碑，标志着我国岩芯X射线荧光分析技术应用迈入了规范化、标准化发展的新阶段。以此为新的起点，持续推进岩芯数字化标准体系建设，将为保障国家能源资源安全、服务生态文明建设和推动地质科技自立自强提供更加坚实的技术支撑。参考文献[1]国家标准化管理委员会.中华人民共和国标准化法实施条例[S].1990.[2]中华人民共和国自然资源部.DZ/T0441.4-2025岩芯数字化技术规程第4部分：X射线荧光分析[S].北京：地质出版社,2025.[3]中华人民共和国自然资源部.DZ/T0441.1岩芯数字化技术规程第1部分：总则[S].北京：地质出版社,2023.[4]中国国家标准化管理委员会.GB/T280