【摘要】 科学指南针整理了Flude et al.于2017年在《Mineralogical Magazine》中使用德国布鲁克M4 TORNADO（微区X射线荧光光谱仪）对矿石样品进行批量表征鉴定的案例，介绍一些微区XRF面扫描在地质领域中的应用。

岩石和矿物的表征是地质和地球科学研究的基础。研究人员通过使用X射线荧光（XRF）技术确定主要、次要痕量元素丰度来表征和理解岩石地球地球化学。由于传统的岩矿制片花费时间长，且仅能对较小区域（通常为2 cm×4 cm）进行分析研究的局限，很难轻松评估样品大范围的结构和不均匀性，而微区X射线荧光技术（Micro-XRF）以无损、快速、大面积扫描的优势，已然成为分析矿物组成、粒度和嵌布特征的主要技术之一。

科学指南针整理了Flude et al.于2017年在《Mineralogical Magazine》中使用德国布鲁克M4 TORNADO（微区X射线荧光光谱仪）对矿石样品进行批量表征鉴定的案例，介绍一些微区XRF面扫描在地质领域中的应用。


地质应用示例

实验中样品分别为样品A经粗切割的花岗岩和样品B经简单抛光的砂岩（如图a和图c），其中样品A为来自马来西亚武吉布努（Bukit Bunuh）的变质花岗岩，花岗岩呈斑状结构，斑晶为1-3 cm的白色长石，基质由石英，长石和粗粒黑云母（1-3 mm）组成。样品大小为11cm×4.5cm×0.8cm，测试条件为：50 kV和200 µA的激发条件，10 ms的像素采集时间和70 µm的像素步径，单次扫描。可以通过显示K，Ca，Si和Fe四种元素组合图来识别样品中不同的矿物相、粒度及其分布。图b可清晰区分出石英（SiO2），长石（（K，Na）AlSi3O8）和斜长石（NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8），这在传统的矿物薄片是不太容易的。

 

 

样品B为来自加纳前寒武纪沃尔特岩层的细粒砂岩，手标本可见其层理构造，呈黑带状，且样品孔隙率低。测试条件为：50 kV、600μA的光束条件和60μm的像素步径，样品由50%的石英和约20％的富钾长石组成。砂岩中次要矿物为晶粒状富锆相（假定为锆石，ZrSiO4–红色）和富钛相（假定为金红石，TiO2–蓝色），约占岩石的2–5％，并集中在交叉层即视场的中间相中，形成厚达1毫米的堆积物。而这些交叉叠层矿物在手标本视觉下并不明显。其中金红石覆盖锆石之上，这是由于两种矿物之间的密度差异而导致的沉降速率不同所导致的。在样品的下部，沉积物较暗，这是因具有较高含量的Fe元素导致的。在下部相中，金红石含量明显高于锆石，而两种矿物在上部相中的含量大致相等。这些信息对于重建当地地质历史具有很大帮助。显然上下相之间的河流系统发生了某种变化，也许上层相只是反映了系统能量的增加，从而使较致密的矿物得以被搬运并沉积下来。或者，两个相是来自不同沉积源而后发生的沉积。通过对岩砂中的碎屑锆石的年龄进行定年，结果表明砂岩中含有多个年龄的锆石，所以目前学者们更倾向于后种的说法。

 

 

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