Метод классификационного и количественного анализа жильного кварца с применением LIBS и хемометрики

Аннотация

Жильный кварц часто становится объектом химического анализа. Лазерная атомно-эмиссионная спектроскопия быстрее, дешевле и экологичнее традиционного силикатного анализа. В работе показана возможность использования LIBS в сочетании с планированием эксперимента и хемометрическими методами для классификационного анализа аморфного кварца и количественного определения ряда постоянных примесей. Используемое в работе сочетание объектов методов ранее не публиковалось. Образцы жильного кварца были отобраны с разных, географически удаленных друг от друга, мест. Пробоподготовка кварца для LIBS проводилась распилом и шлифовкой плоской поверхности. Настройки прибора LIBS оптимизировали с применением математического планирования эксперимента. Концентрации ряда элементов-примесей в обучающем и контрольном наборах образцов определяли с применением AAS. Спектры и данные анализа обучающего набора использовали для многомерной калибровки методом PLSR. Классификацию образцов проводили c помощью PCA. Показано, что по графику счетов в пространстве первых трёх главных компонент образцы уверенно группируются по источникам происхождения. Результаты проверяли на тестовом наборе образцов. Точность количественного определения Mg, Ca, Na, K, Al, Ti с применением LIBS превысила 90%. Предложен метод количественного определения рада элементов в кварце и подход к определению места происхождения образца.