ガラスビードを用いた波長分散型蛍光X線分析装置による地質試料の全岩化学組成分析

Whole-rock geochemical analysis of geological samples using wavelength dispersive X-ray fluorescence (WDXRF) spectrometer with glass beads

木田 福香; 渡邊 隆広   ; 奈良 郁子   

Kida, Fukuka; Watanabe, Takahiro; Nara, Fumiko

東濃地科学センターでは高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として地質環境の長期安定性に関する研究を実施している。年代測定技術開発グループでは地質環境の長期安定性に関する研究で重要となる地質試料の年代測定技術や化学分析技術の高度化を進めている。全岩化学組成分析は岩石学や地球化学も含め多分野で幅広く活用されている。特に、鉱物組成や同位体比のデータと合わせることで岩石の成因に関するより詳細な情報を得られることから、火山の活動性評価の技術整備などへ適用されている。岩石試料についてはガラスビードを用いた蛍光X 線分析装置による全岩化学組成の分析が主流であり、本手法により迅速かつ簡便に多数のデータを取得することができる。本稿では、東濃地科学センターでのガラスビードの作成方法、波長分散型蛍光X 線分析装置(ZSX Primus II、株式会社リガク製)の使用方法、岩石試料の主要元素(SiO、TiO、AlO、FeO、MnO、MgO、CaO、NaO、KO、PO)および微量元素(V、Cr、Ni、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Pb、Th)の定量分析方法について示した。また、分析方法とともに作業時の安全上の留意点などについて詳細に記載した。さらに、地球化学標準試料を用いた繰り返し測定による分析精度の評価結果を示した。

Whole-rock geochemical analysis is one of the basic approaches in petrology or geochemistry to characterize various types of rocks and to investigate their origins, particularly by combining the data on mineral compositions and isotopic ratios. This approach is regarded as an essential technique for providing the fundamental information of the geological sites. X-ray fluorescence (XRF) spectrometry on glass beads is widely used for whole-rock geochemical analysis due to its ability to analyze multiple samples rapidly and efficiently. In this study, we present a quantitative method for analyzing major elements (SiO, TiO, AlO, FeO, MnO, MgO, CaO, NaO, KO, PO) and trace elements (V, Cr, Ni, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Pb, Th), using wavelength dispersive X-ray fluorescence (WDXRF, Rigaku ZSX Primus II) spectrometer installed in Tono Geoscience Center. We also evaluate the analytical uncertainty through repeated measurements of geochemical standards. Furthermore, this report provides detailed instructions on glass bead sample preparation and the operation of ZSX Primus II, including precaution points, making it a useful reference for XRF analytical procedures.