Published December 11, 2018 | Version v1
Publication Open

Statistically Coherent Calibration of X-Ray Fluorescence Spectrometry for Major Elements in Rocks and Minerals

  • 1. Universidad Nacional Autónoma de México
  • 2. Institute for Scientific and Technological Research
  • 3. Universidad Autónoma del Estado de Morelos
  • 4. Universidad Autónoma de Nuevo León

Description

We applied both the ordinary linear regression (OLR) and the new uncertainty weighted linear regression (UWLR) models for the calibration and comparison of a XRF machine through 59 geochemical reference materials (GRMs) and a procedure blank sample. The mean concentration and uncertainty data for the GRMs used for the calibrations (Supplementary Materials) (available here) filewere achieved from an up-to-date compilation of chemical data and their processing from well-known discordancy and significance tests. The drift-corrected XRF intensity and its uncertainty were determined from mostly duplicate pressed powder pellets. The comparison of the OLR (linear correlation coefficient r∼0.9523–0.9964 and 0.9771–0.9999, respectively, for before and after matrix correction) and UWLR models (r∼0.9772–0.9976 and 0.9970–0.9999, respectively) clearly showed that the latter with generally higher values of r is preferable for routine calibrations of analytical procedures. Both calibrations were successfully applied to rock matrices, and the results were generally consistent with those obtained in other laboratories although the UWLR model showed mostly narrower confidence limits of the mean (slope and intercept) or lower uncertainties than the OLR. Similar sensitivity (∼2.69–46.17 kc·s −1 ·% −1 for the OLR and ∼2.78–59.69 kc·s −1 ·% −1 for the UWLR) also indicated that the UWLR could advantageously replace the OLR model. Another novel aspect is that the total uncertainty can be reported for individual chemical data. If the analytical instruments were routinely calibrated from the UWLR model, this action would make the science of geochemistry more quantitative than at present.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

طبقنا كل من الانحدار الخطي العادي (OLR) ونماذج الانحدار الخطي المرجحة الجديدة (UWLR) لمعايرة ومقارنة آلة XRF من خلال 59 مادة مرجعية جيوكيميائية (GRMs) وعينة فارغة من الإجراء. تم تحقيق متوسط بيانات التركيز وعدم اليقين لـ GRMs المستخدمة في ملف المعايرة (المواد التكميلية) (المتاح هنا) من خلال تجميع حديث للبيانات الكيميائية ومعالجتها من اختبارات التناقض والأهمية المعروفة. تم تحديد شدة XRF المصححة للانجراف وعدم يقينها من حبيبات مسحوق مضغوطة مكررة في الغالب. أظهرت مقارنة OLR (معامل الارتباط الخطي r0.9523-0.9964 و 0.9771-0.9999، على التوالي، لتصحيح المصفوفة قبل وبعد) ونماذج UWLR (r0.9772-0.9976 و 0.9970-0.9999، على التوالي) بوضوح أن الأخير بقيم أعلى بشكل عام من r هو الأفضل للمعايرة الروتينية للإجراءات التحليلية. تم تطبيق كلتا المعايرتين بنجاح على المصفوفات الصخرية، وكانت النتائج متسقة بشكل عام مع تلك التي تم الحصول عليها في مختبرات أخرى على الرغم من أن نموذج UWLR أظهر في الغالب حدود ثقة أضيق للمتوسط (المنحدر والاعتراض) أو شكوك أقل من OLR. كما أشارت حساسية مماثلة (2.69-46.17 kc·s −1 ·% −1 لـ OLR و 2.78–59.69 kc·s −1 ·% −1 لـ UWLR) إلى أن UWLR يمكن أن يحل محل نموذج OLR بشكل مفيد. جانب آخر جديد هو أنه يمكن الإبلاغ عن عدم اليقين الكلي للبيانات الكيميائية الفردية. إذا تمت معايرة الأدوات التحليلية بشكل روتيني من نموذج UWLR، فإن هذا الإجراء سيجعل علم الكيمياء الجيولوجية أكثر كمية مما هو عليه في الوقت الحاضر.

Translated Description (French)

Nous avons appliqué à la fois la régression linéaire ordinaire (OLR) et les nouveaux modèles de régression linéaire pondérée par l'incertitude (UWLR) pour l'étalonnage et la comparaison d'une machine XRF à travers 59 matériaux de référence géochimiques (GRM) et un échantillon blanc de procédure. Les données de concentration moyenne et d'incertitude pour les GRM utilisés pour les étalonnages (matériaux supplémentaires) (disponibles ici) ont été obtenues à partir d'une compilation à jour des données chimiques et de leur traitement à partir de tests de discordance et de signification bien connus. L'intensité XRF corrigée de la dérive et son incertitude ont été déterminées à partir de pastilles de poudre pressée principalement dupliquées. La comparaison des modèles OLR (coefficient de corrélation linéaire r∼0,9523-0,9964 et 0,9771-0,9999, respectivement, pour la correction avant et après matrice) et UWLR (r∼ 0,9772-0,9976 et 0,9970-0,9999, respectivement) a clairement montré que ce dernier avec des valeurs généralement plus élevées de r est préférable pour les étalonnages de routine des procédures analytiques. Les deux étalonnages ont été appliqués avec succès à des matrices rocheuses, et les résultats étaient généralement cohérents avec ceux obtenus dans d'autres laboratoires, bien que le modèle UWLR ait montré des limites de confiance plus étroites de la moyenne (pente et interception) ou des incertitudes plus faibles que l'OLR. Une sensibilité similaire (∼ 2,69-46,17 kc·s −1 ·% −1 pour l'OLR et ∼2,78-59,69 kc·s −1 ·% −1 pour l'UWLR) a également indiqué que l'UWLR pourrait avantageusement remplacer le modèle OLR. Un autre aspect nouveau est que l'incertitude totale peut être signalée pour des données chimiques individuelles. Si les instruments analytiques étaient régulièrement étalonnés à partir du modèle UWLR, cette action rendrait la science de la géochimie plus quantitative qu'à l'heure actuelle.

Translated Description (Spanish)

Aplicamos tanto la regresión lineal ordinaria (OLR) como los nuevos modelos de regresión lineal ponderada por incertidumbre (UWLR) para la calibración y comparación de una máquina XRF a través de 59 materiales de referencia geoquímicos (GRM) y una muestra en blanco del procedimiento. Los datos de concentración media e incertidumbre para los GRM utilizados para las calibraciones (Materiales Suplementarios) (disponibles aquí) se obtuvieron a partir de una compilación actualizada de datos químicos y su procesamiento a partir de pruebas de discordancia y significación bien conocidas. La intensidad de XRF corregida por deriva y su incertidumbre se determinaron a partir de gránulos de polvo prensados en su mayoría duplicados. La comparación de los modelos OLR (coeficiente de correlación lineal r∼0,9523-0,9964 y 0,9771-0,9999, respectivamente, para antes y después de la corrección de la matriz) y UWLR (r∼0,9772-0,9976 y 0,9970-0,9999, respectivamente) mostró claramente que este último con valores generalmente más altos de r es preferible para las calibraciones de rutina de los procedimientos analíticos. Ambas calibraciones se aplicaron con éxito a matrices de roca, y los resultados fueron generalmente consistentes con los obtenidos en otros laboratorios, aunque el modelo UWLR mostró en su mayoría límites de confianza más estrechos de la media (pendiente e intersección) o incertidumbres más bajas que el OLR. Una sensibilidad similar (∼ 2.69-46.17 kc·s −1 ·% −1 para el OLR y ∼ 2.78-59.69 kc·s −1 ·% −1 para el UWLR) también indicó que el UWLR podría reemplazar ventajosamente el modelo OLR. Otro aspecto novedoso es que la incertidumbre total se puede informar para datos químicos individuales. Si los instrumentos analíticos se calibraran rutinariamente a partir del modelo UWLR, esta acción haría que la ciencia de la geoquímica fuera más cuantitativa que en la actualidad.

Files

5837214.pdf.pdf

Files (16.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0664a7c6a31002192d5f55ff2880d946
16.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
المعايرة المتسقة إحصائيًا لقياس طيف التألق بالأشعة السينية للعناصر الرئيسية في الصخور والمعادن
Translated title (French)
Étalonnage statistiquement cohérent de la spectrométrie de fluorescence aux rayons X pour les principaux éléments dans les roches et les minéraux
Translated title (Spanish)
Calibración estadísticamente coherente de espectrometría de fluorescencia de rayos X para elementos principales en rocas y minerales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2903681613
DOI
10.1155/2018/5837214

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mexico

References

  • https://openalex.org/W1964345780
  • https://openalex.org/W1966398442
  • https://openalex.org/W1968404141
  • https://openalex.org/W1968493922
  • https://openalex.org/W1969781177
  • https://openalex.org/W1970328166
  • https://openalex.org/W1985227904
  • https://openalex.org/W1988213610
  • https://openalex.org/W1988431251
  • https://openalex.org/W1991983095
  • https://openalex.org/W1998131184
  • https://openalex.org/W2000018921
  • https://openalex.org/W2004612113
  • https://openalex.org/W2004810028
  • https://openalex.org/W2005189096
  • https://openalex.org/W2006006345
  • https://openalex.org/W2010078840
  • https://openalex.org/W2011436309
  • https://openalex.org/W2011949066
  • https://openalex.org/W2017969233
  • https://openalex.org/W2023876576
  • https://openalex.org/W2027306327
  • https://openalex.org/W2027666102
  • https://openalex.org/W2029260608
  • https://openalex.org/W2034323573
  • https://openalex.org/W2036254047
  • https://openalex.org/W2041348481
  • https://openalex.org/W2042630883
  • https://openalex.org/W2045766527
  • https://openalex.org/W2050732885
  • https://openalex.org/W2050935007
  • https://openalex.org/W2052278256
  • https://openalex.org/W2060652968
  • https://openalex.org/W2068801366
  • https://openalex.org/W2069322508
  • https://openalex.org/W2073619616
  • https://openalex.org/W2076033670
  • https://openalex.org/W2079992630
  • https://openalex.org/W2084019531
  • https://openalex.org/W2084306418
  • https://openalex.org/W2095094294
  • https://openalex.org/W2095725547
  • https://openalex.org/W2098283847
  • https://openalex.org/W2099147360
  • https://openalex.org/W2127934118
  • https://openalex.org/W2130611951
  • https://openalex.org/W2131728321
  • https://openalex.org/W2132180849
  • https://openalex.org/W2137149868
  • https://openalex.org/W2153527460
  • https://openalex.org/W2159263177
  • https://openalex.org/W2291506047
  • https://openalex.org/W2560140578
  • https://openalex.org/W2770040993
  • https://openalex.org/W4235014991
  • https://openalex.org/W4235262167
  • https://openalex.org/W4242061244
  • https://openalex.org/W4247466953
  • https://openalex.org/W4248642558
  • https://openalex.org/W4252299932
  • https://openalex.org/W4252809822
  • https://openalex.org/W4376453806