鉑悅儀器（上海）有限公司武漢辦事處
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閱讀：149發布時間：2024-11-24
巖石和礦物的表征是地質和地球科學研究的基礎。研究人員通過使用X射線熒光（XRF）技術確定主要、次要痕量元素豐度來表征和理解巖石地球地球化學。由于傳統的巖礦制片花費時間長，且僅能對較小區域（通常為2 cm×4 cm）進行分析研究的局限，很難輕松評估樣品大范圍的結構和不均勻性，而微區X射線熒光技術（Micro-XRF）以無損、快速、大面積掃描的優勢，已然成為分析礦物組成、粒度和嵌布特征的主要技術之一。
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X射線熒光光譜儀）對礦石樣品進行批量表征鑒定的案例，介紹一些微區XRF面掃描在地質領域中的應用。
地質應用示例：
實驗中樣品分別為樣品A經粗切割的花崗巖和樣品B經簡單拋光的砂巖（如圖a和圖c），其中樣品A為來自馬來西亞武吉布努（Bukit Bunuh）的變質花崗巖，花崗巖呈斑狀結構，斑晶為1-3 cm的白色長石，基質由石英，長石和粗粒黑云母（1-3 mm）組成。樣品大小為11cm×4.5cm×0.8cm，測試條件為：50 kV和200 µA的激發條件，10 ms的像素采集時間和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別樣品中不同的礦物相、粒度及其分布。 圖b可清晰區分出石英（SiO2），長石（（K，Na）AlSi3O8）和斜長石（NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8），這在傳統的礦物薄片是不太容易的。
樣品B為來自加納前寒武紀沃爾特巖層的細粒砂巖，手標本可見其層理構造，呈黑帶狀，且樣品孔隙率低。測試條件為：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–藍色），約占巖石的2–5％，并集中在交叉層即視場的中間相中，形成厚達1毫米的堆積物。而這些交叉疊層礦物在手標本視覺下并不明顯。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致的沉降速率不同所導致的。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。這些信息對于重建當地地質歷史具有很大幫助。顯然上下相之間的河流系統發生了某種變化，也許上層相只是反映了系統能量的增加，從而使較致密的礦物得以被搬運并沉積下來。或者，兩個相是來自不同沉積源而后發生的沉積事件。通過對巖砂中的碎屑鋯石的年齡進行定年，結果表明砂巖中含有多個年齡的鋯石，所以目前學者們更傾向于后種的說法。
微區X射線熒光光譜儀（Micro-XRF）的優勢：
1、樣品制備簡單，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，清晰識別礦物結構，快速尋找目標礦物。
4、掃描速度快，一個薄片掃描時間約3分鐘（掃描區域按照4厘米x2厘米大小，40um步徑，像素時間10毫秒）
5、可以調出面掃描圖像上的每個單點的counts數據，不遺漏任何區域的元素含量數據。
6、自動鑒定識別手標本中各種礦物相，自動統計礦物種類和比例等。
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