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鉑悅儀器（上海）有限公司
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閱讀：233發(fā)布時(shí)間：2024-11-21
巖石和礦物的表征是地質(zhì)和地球科學(xué)研究的基礎(chǔ)。研究人員通過使用X射線熒光（XRF）技術(shù)確定主要、次要痕量元素豐度來表征和理解巖石地球地球化學(xué)。由于傳統(tǒng)的巖礦制片花費(fèi)時(shí)間長，且僅能對(duì)較小區(qū)域（通常為2 cm×4 cm）進(jìn)行分析研究的局限，很難輕松評(píng)估樣品大范圍的結(jié)構(gòu)和不均勻性，而微區(qū)X射線熒光技術(shù)（Micro-XRF）以無損、快速、大面積掃描的優(yōu)勢(shì)，已然成為分析礦物組成、粒度和嵌布特征的主要技術(shù)之一。
小編整理了Flude et al.于2017年在《Mineralogical Magazine》中使用德國布魯克M4 TORNADO（微區(qū)X射線熒光光譜儀）對(duì)礦石樣品進(jìn)行批量表征鑒定的案例，介紹一些微區(qū)XRF面掃描在地質(zhì)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
地質(zhì)應(yīng)用示例：
實(shí)驗(yàn)中樣品分別為樣品A經(jīng)粗切割的花崗巖和樣品B經(jīng)簡(jiǎn)單拋光的砂巖（如圖a和圖c），其中樣品A為來自馬來西亞武吉布努（Bukit Bunuh）的變質(zhì)花崗巖，花崗巖呈斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為1-3 cm的白色長石，基質(zhì)由石英，長石和粗粒黑云母（1-3 mm）組成。樣品大小為11cm×4.5cm×0.8cm，測(cè)試條件為：50 kV和200 µA的激發(fā)條件，10 ms的像素采集時(shí)間和70 µm的像素步徑，單次掃描。可以通過顯示K，Ca，Si和Fe四種元素組合圖來識(shí)別樣品中不同的礦物相、粒度及其分布。 圖b可清晰區(qū)分出石英（SiO2），長石（（K，Na）AlSi3O8）和斜長石（NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8），這在傳統(tǒng)的礦物薄片是不太容易的。
樣品B為來自加納前寒武紀(jì)沃爾特巖層的細(xì)粒砂巖，手標(biāo)本可見其層理構(gòu)造，呈黑帶狀，且樣品孔隙率低。測(cè)試條件為：50 kV、600μA的光束條件和60μm的像素步徑，樣品由50%的石英和約20％的富鉀長石組成。砂巖中次要礦物為晶粒狀富鋯相（假定為鋯石，ZrSiO4–紅色）和富鈦相（假定為金紅石，TiO2–藍(lán)色），約占巖石的2–5％，并集中在交叉層即視場(chǎng)的中間相中，形成厚達(dá)1毫米的堆積物。而這些交叉疊層礦物在手標(biāo)本視覺下并不明顯。其中金紅石覆蓋鋯石之上，這是由于兩種礦物之間的密度差異而導(dǎo)致的沉降速率不同所導(dǎo)致的。在樣品的下部，沉積物較暗，這是因具有較高含量的Fe元素導(dǎo)致的。在下部相中，金紅石含量明顯高于鋯石，而兩種礦物在上部相中的含量大致相等。這些信息對(duì)于重建當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)歷史具有很大幫助。顯然上下相之間的河流系統(tǒng)發(fā)生了某種變化，也許上層相只是反映了系統(tǒng)能量的增加，從而使較致密的礦物得以被搬運(yùn)并沉積下來。或者，兩個(gè)相是來自不同沉積源而后發(fā)生的沉積事件。通過對(duì)巖砂中的碎屑鋯石的年齡進(jìn)行定年，結(jié)果表明砂巖中含有多個(gè)年齡的鋯石，所以目前學(xué)者們更傾向于后種的說法。
微區(qū)X射線熒光光譜儀（Micro-XRF）的優(yōu)勢(shì)：
1、樣品制備簡(jiǎn)單，不需要噴金、噴碳。
2、元素掃描范圍C(6)—Am(95)
3、掃描面積大，一次掃描大面積20cm x 16cm，清晰識(shí)別礦物結(jié)構(gòu)，快速尋找目標(biāo)礦物。
4、掃描速度快，一個(gè)薄片掃描時(shí)間約3分鐘（掃描區(qū)域按照4厘米x2厘米大小，40um步徑，像素時(shí)間10毫秒）
5、可以調(diào)出面掃描圖像上的每個(gè)單點(diǎn)的counts數(shù)據(jù)，不遺漏任何區(qū)域的元素含量數(shù)據(jù)。
6、自動(dòng)鑒定識(shí)別手標(biāo)本中各種礦物相，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)礦物種類和比例等。
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