碳酸盐矿物的电子探针全元素法定量分析研究

含氧矿物的电子探针微区定量分析中一般不直接测试超轻元素氧,而是按化合价进行补氧,而其中的碳酸盐矿物更是不测试其中的碳,常规以余量法给出。这是由于超轻元素难以准确测试不得已而为之的折中处理方案。本文结合这些现代电子探针的特性,尝试了一种新的测试方案,即通过对包括碳和氧等超轻元素在内的全元素直接进行定量分析,应用于典型的碳酸盐矿物白云石和方解石的微区定量测试,得到的结果中各元素的原子比与理论值一致性较好。同时与常规的两种测试方法——碳酸盐余量法及余量再修正法得到的定量结果进行了对比与讨论,结果显示白云石直接测试和修正余量与理论值都符合得很好,而在方解石测试中,这种新的测试方法获得的结果明显更为理想。以元素碳原子百分比计或换算后二氧化碳摩尔百分比计,相对误差均在1%以内。     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法微区原位定量分析锂铍矿物化学成分

锂、铍是当前全球战略性关键金属,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)建立分析方法可以实现微区原位定量分析天然矿物样品中的锂、铍元素含量,为锂铍资源高效利用以及赋存状态的研究提供分析技术支撑。锂辉石和绿柱石等矿物是提取锂、铍元素的主要原料,微区分析常用的电子探针方法对于能量较低的轻元素难以准确定量,而LA-ICP-MS方法亟待改进降低非基体匹配校准带来的基体效应提高分析的准确度和精密度。本文探讨了仪器工作条件(同位素选择及计数模式、载气He气流速、样品气Ar气流速、束斑直径、能量密度大小)和数据处理方法(外部标准物质、内标元素)对定量结果精密度和准确度的影响。实验结果表明：He和Ar气体流速不仅会影响锂、铍信号强度,而且适当降低载气He流速(0.6L/min)可以减小相对误差。增加束斑直径虽可以将数据精密度提高10%以上,但是对于准确度影响不大;对于绿柱石这类硬度高的透明矿物应提高能量密度(相对强度>75%,通量>2.7J/cm²)以保证产生稳定剥蚀信号。测定7Li时选择现有标准物质中含量较高的GSE-1G校准、9Be选择NIST610...     

激光探针稳定同位素分析技术的现状及发展前景

微区分析是同位素测试发展的重要方向。激光探针微区稳定同位素分析方法是同位素微区分析的重要手段。激光探针微区稳定同位素研究始于 2 0世纪 80年代 ,开始时主要集中于轻元素的稳定同位素研究。目前它已广泛用于碳酸盐碳、氧同位素 ,硫化物硫同位素 ,硅酸盐氧、硅同位素和氮同位素研究。近年来 ,多接收等离子质谱分析技术在重金属元素 (如铁、铜、锌、钼等 )的同位素分析方面取得迅速发展。因而 ,重金属元素的微区稳定同位素研究又成为当前的热点。文中对轻元素和重元素的激光探针微区稳定同位素分析的制样装置与设备 ,各种相关分析技术 ,以及在矿物、岩石与矿石研究中的应用现状进行了介绍。对激光探针微区稳定同位素分析技术的发展前景做了讨论。     

新疆某铍矿床工业铍矿物的微区原位鉴定

通过电子探针分析仪和微区X射线衍射仪的联合应用,对新疆某铍矿床的铍矿物存在形式进行研究,结果表明:电子探针背散射图像观察和X射线能谱定性分析确定铍矿物的电子探针鉴定标志:铍矿物的灰度比石英暗,X射线能谱图中仅显示Si和O元素的峰,且O元素的峰高大于Si元素的峰高。通过LDE3H分光晶体测试,该矿物在177.384mm处存在明显的Be元素Kα谱峰。电子探针半定量分析结果显示,该矿物中Si和O元素的质量分数分别为21.93%和60.06%,与羟硅铍石的理论值[w(Si):23.53%,w(O):60.50%]相近。通过微区X射线衍射的分析,样品谱图与PDF卡片号为01-087-0669的羟硅铍石的谱图一致,最终确定该矿床的工业铍矿物为羟硅铍石。     

LA-ICP-MS微区原位准确分析含水硅酸盐矿物主量和微量元素

通过描述一种利用LA-ICP-MS准确测定含水硅酸盐矿物主量元素和微量元素含量的多外标、无内标分析方法.总结出该方法基于矿物化学计量式计算含水硅酸盐矿物中挥发分的相对含量,再将全部分析元素归一化到总金属氧化物含量(100%减含水量)的原理,利用多种天然成分的岩石标准玻璃(如MPI-DING玻璃和USGS玻璃)作为外标进行校正计算.利用该方法对角闪石、绿帘石、电气石和透闪石等含水硅酸盐矿物进行了分析,并与利用电子探针和微钻(直径300 μm)取样溶液-ICP-MS分析的结果进行了对比研究.研究结果表明:对于组成均一的主量元素的分析结果与电子探针分析数据一致,相对偏差集中在5%以内.除了那些分布异常不均一的元素(在300 μm尺度上),对微量元素的分析结果与溶液-ICP-MS分析结果具有很好的一致性,二者之间的相对偏差大部分集中在10%以内.研究结论为采用归一化校正策略,选择MPI-DING和USGS玻璃作为外标,利用LA-ICP-MS微区分析方法可以准确测定含水硅酸盐矿物中的主、微量元素含量.      

电子探针和微区X射线衍射研究陕西镇安钨-铍多金属矿床中祖母绿级绿柱石

南秦岭镇安地区发现了以白钨矿-绿柱石为矿石矿物组合的矿床新类型。为查明该矿床中首次发现的翠绿色祖母绿级绿柱石的致色机理并进一步揭示其成矿机制,本文在野外地质调查的基础上,对绿柱石开展了电子探针与微区X射线衍射等矿物学研究。结果表明:矿区中首次发现的祖母绿级绿柱石,呈自形晶产于石英(方解石)脉中并与白钨矿共(伴)生。祖母绿级绿柱石从核部至边缘V2O3含量较高,分别为0.64%~0.98%和1.04%~1.42%,且有增高趋势。X射线衍射数据表明区内祖母绿为"正常"绿柱石,同时存在Al■Me2+和Be■Li两种类质同象替换机制。V为本区祖母绿主要致色元素,来自于区内碳质板岩、金云母片岩及白云质大理岩等地层,Be、Si、Al等主要元素则来自于深部酸性岩浆岩。本次发现为该矿床中钨、铍矿产资源的综合开发利用提供了基础地质资料,并为南秦岭在区域及深部继续寻找稀有金属矿指出新的找矿方向。     

云南麻栗坡县马卡钨多金属矿床中铍赋存状态研究及意义

铍是一种稀有金属元素,在地壳中的含量约6×10-4。目前发现含铍的矿物约有50多种,具有工业价值的铍矿物主要有绿柱石、金绿宝石、硅铍石、日光榴石,其中最为常见的为绿柱石。近年来,我们通过对滇东南老君山矿集区北部马卡钨多金属矿床研究,发现该区伴生有Be资源,且Be以独立矿物日光榴石的形式存在,这与该矿集区其他铍矿床(绿柱石型)有所不同。通过详细的扫描电镜微区分析,可知研究区的日光榴石与白钨矿、萤石共生。研究表明,一般与石英脉型W矿有关的Be矿多为绿柱石型,而日光榴石多产在夕卡岩型矿床,故日光榴石的发现,除了其本身为一种新资源外,可能还指示了马卡钨多金属矿床的空间成矿模型为上部石英脉型、深部夕卡岩型。     

电子探针波谱分析在长石鉴定中的应用

变质岩岩石薄片鉴定中,当出现微斜长石格子双晶和斜长石聚片双晶不发育,或者长石和石英颗粒小于0.05mm等情况,在镜下往往难以区分,因而岩石难以定名。本实验采用电子探针波谱分析技术测试矿物的微区化学成分,利用所得的元素组合及其对应的氧化物质量分数来推测矿物的名称。实验结果证明利用电子探针波谱分析技术鉴定长石种类是行之有效的手段。     

电子探针定量分析FeO与Fe203的新方法:峰形拟合直接测定法

用电子探针微区成分分析(EPMA)方法来测定矿物岩石的微区成分已经是当前岩矿分析的常用方法,但EPMA不能直接测定矿物中的FeO和Fe2O3.通过探讨电子探针分析中影响氧和铁峰位的一些主要因素,结合计算机蜂形拟合软件的应用,提出了峰形拟合直接测铁法测定FeO和Fe2O3质量分数的方法.本方法适用于硅酸盐矿物中Fe2+和...     

四川雪宝顶W-Sn-Be矿床中矿物化学组成及矿床成因

雪宝顶矿床位于四川省的松潘甘孜造山带中,以出产大颗粒含W-Sn-Be-F-P的矿物而闻名,前人对该矿床已经开展了大量的研究,但缺乏对粗粒矿物的主次痕量元素研究。本次研究采用X射线荧光光谱(XRF)、电子探针(EMPA)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术对矿床中各矿物的主次痕量元素进行测试分析。结果显示,雪宝顶矿床中的绿柱石、白钨矿、锡石、白云母、萤石、磷灰石、电气石,除富含W、Sn、Be、Na、K、Ca等主要成矿元素外,还富集Li、Rb、Cs等碱金属元素和F、B、P等挥发份。其中,雪宝顶绿柱石中富含Li(3484~4243μg/g)、Rb(39.3~71.1μg/g)、Cs(2955~3526μg/g);白云母中Li、Rb和Cs元素含量分别高达4243μg/g、72.3μg/g和3526μg/g;磷灰石中除主量元素P外,F(4.48%~5.21%)含量相对较高;电气石中的B含量高达30990~32880μg/g。雪宝顶矿床中的花岗岩岩体W、Sn、Be、Li、Rb、Cs、F、B、P等元素相对富集,但CaO含量(0.46%~0.82%)相对较低。其中Li、F、B、P等元素对成矿元素在成矿流体内的富集起到了极大的促进作用。矿区内大理岩是一种富Ca的方解石大理岩,为成矿提供了大量的Ca元素,有利于粗粒矿物的大规模沉淀。因此,粗粒矿物中的W、Sn、Be、Li、Rb、Cs、F、B、P等元素主要来源于原始岩浆流体,大理岩地层为粗粒矿物提供了大量的Ca元素。     

基于SEM-EDS的湿陷性黄土黏土矿物定量分析

黄土在压力作用下受水浸湿后,其特有的孔隙体系内颗粒间胶结作用的丧失而导致颗粒发生相对滑动所产生的变形是黄土发生湿陷的根本原因,而黄土中的胶结物以附于碎屑颗粒或团聚体等骨架颗粒表面的黏土矿物为主。黄土中有多种黏土矿物,由于各种黏土矿物的水理性质不同,对黄土湿陷性的影响亦各有不同,因此在某种程度上黏土矿物成分及其所占比例能够反映黄土的湿陷性。本文通过对延安地区不同深度黄土中的主要矿物元素进行能谱分析,建立了质量守恒方程组。把该方程组问题转化为最优化问题——线性规划标准形问题,采用数学规划问题中的单纯形法来计算矿物构成,分析了延安地区黄土中主要黏土矿物的含量,结合化学分析测试结果对该方法的可行性进行了探讨。结果表明:本方法计算精度满足要求,是一种行之有效的测定黄土中黏土矿物含量的途径,该方法最大的优势在于数据获取便捷,可实现SEM环境下的即时定点定量分析。     

长庆油田长7段黏土矿物X衍射分析K因子的求取及应用

过去一直被认为是烃源岩的长7段泥页岩,目前被证实可以作为页岩油储层,这就使得定量分析长7段岩石中各类黏土矿物含量变得十分重要。由于不同地区黏土矿物结晶程度存在差异,导致传统X衍射定量分析的行业标准并不具有普适性,因此要精确测量长7段黏土矿物含量,就需要针对研究区具体情况,实测一套符合该区情况的K因子。利用X衍射定量分析中的K因子法,以石英为内标物,求取长7段岩石中各类黏土矿物的K因子,进而计算出了各矿物的含量。此外,通过X荧光光谱矿物化学配平以及热重分析两种方法对相应样品进行了黏土矿物的定量和半定量分析,进一步验证了K因子的正确性,分析结果与利用K因子法获得的矿物含量具有较好的一致性。所求取的K因子,对今后该区域利用X射线衍射法定量分析黏土矿物含量提供了基础参数,从而可以促进判断页岩的岩性、对比不同岩性岩石中单矿物含量及变化关系等方面的研究。     

Field-based identification of minerals using a battery-operated electrochemical measuring system with mechanical transfer of the solid to a graphite electrode

A portable, battery-operated electrochemical instrument which enables the method of staircase voltammetry to be implemented may be coupled with the method of abrasive stripping voltammetry for the direct identification of minerals in the field. Small amounts of solid mineral samples are mechanically transferred to a paraffin-impregnated graphite electrode by rubbing the electrode against the crushed mineral. The electrode is then transferred to a conventional electrochemical cell containing electrolyte, and experiments analogous to the well known method of stripping voltammetry are then completed to provide an “electrochemical spectrum” or fingerprint of the mineral. Since the technique can be applied directly with battery-operated equipment, the method can be used by geochemists and mineralogists undertaking field work in areas remote from sophisticated laboratories and mains-powered instruments normally used to characterize minerals. The method has been successfully applied to the identification of minerals such as galena, stibnite, cuprite, pyrite and chalcopyrite, although further work is required to investigate any limitations that might apply with complex mixtures or minerals, and, at the present stage of development, the method is qualitative rather than quantitative.     

微生物影响硅酸盐矿物风化作用的模拟试验

研究了硅酸盐细菌对矿物的风化作用。选用土壤中常见的钾长石、伊利石等矿物作为细菌风化作用的对象,通过在含有矿物颗粒的无氮培养基中培养硅酸盐细菌,使其在培养液中与矿物颗粒发生相互作用,再取样并处理后进行电镜观察和X-射线衍射分析。电镜观察结果表明细菌对矿物试样表面确实发生了溶蚀作用,被细菌作用后的矿粉,颗粒浑圆,边缘模糊不清,表面呈凹凸不平状,矿物颗粒被大量的菌体物质所覆盖。用X-射线衍射分析检测到细菌对具不同晶体结构矿物的“选择性”破坏作用,在有多种矿物同时存在的情况下,细菌对较易分解的矿物破坏作用速度较快。结合矿物学与微生物学相关知识,初步分析了细菌培养液中细菌与矿物界面之间的相互作用以及土壤生态系统中矿物的生物风化作用过程。     

Vergleich einiger Methoden zur Untersuchung von geochemischen Vorgängen bei der Verwitterung

Summary Chemical analyses are used by many authors to describe processes of soil development or laterite formation. In this paper some methods of balance calculations are compared by using samples of a laterite profile on granite from India as testing material. It should be proved which of these calculations of transported matter between the different layers are fitting to the mineral analyses of the laterite profile.Only the results of the method proposed byMashall by using an index-mineral as a base for comparison is confirmed by the mineral analyses.The method ofStreng differs from the above described calculation by using a chemical element as an index. FollowingStreng it is supposed that this element remains unchanged during the weathering processes. But certain chemical elements can be constituents of several minerals of a parent rock. During laterite formation all or almost all minerals of the original rock will be altered and the elements will be transported by weathering solutions. Therefore chemical elements do not serve as an index for balance calculations within a laterite complex.UsingGrossers method one cannot decide wether the abundance of a certain element is caused by accumulation of this element or by lost of other constituents and vice-versa.The use of the method developed byMillot u.Bonifas is not advisable except the structure of the original rock is preserved unaltered during laterite formation. This is not indicated in our case.     

粘土沉积物XRD定量分析方法

从理论上推导了无序混合层粘土矿物混层比f与XRD视面网间距d之间的近似函数关系,制定出I/S混层矿物的d-f换算表;通过对济阳拗陷泥质岩石的研究,从一种新的途径求出了粘土矿物的强度因子,提出混层矿物XRD强度因子与混层比的线性关系式。根据不同的制样方法,利用微机运算,可以对粘土沉积物中的6种或10种矿物进行大量快速的定量分析。     

X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用

自然界很多矿物存在类质同象现象,它们在显微镜下特征相似难以区分,对于这类矿物的鉴定,需要借助X射线衍射分析、电子显微镜、电子探针分析和离子探针分析等手段,获取矿物的化学成分和结构,为矿物鉴别提供有用的信息。本文以铅锌矿石中比较典型且易于收集的方铅矿(Pb 86.60%、S 13.40%)和闪锌矿(Zn 67.10%、S 32.90%)为例,借助偏反光显微镜,初步鉴定矿石的矿物特征;再利用X射线荧光光谱仪微区分析功能,对铅锌矿石标本进行定性和定量鉴定,对矿石所表现的各种特征做矿物学解释。实验结果表明,铅锌矿石标本中存在S、Pb、Zn、Cd等异常元素,并对闪锌矿标本中Zn、S、Fe、Cd等异常元素进行分布分析,绘制组分的二维或三维分布图显示各元素分布的异常区域高度一致;在电荷耦合器的实时监控下,对铅锌矿石标本靶区进行定点定量测定,根据所测组分含量,并结合矿物化学成分理论值定名为方铅矿和闪锌矿。本方法测定闪锌矿标本各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于4%,测定结果与电子探针测定结果吻合。本方法只要将矿石制成光片,无需喷碳处理,即可对铅锌矿石中主次量元素进行原位微区定性和定量分析,测定速度快且不破坏矿石标本,解决了类质同象矿物(如方铅矿和硒铅矿、闪锌矿和含铁闪锌矿等)在光学显微镜下鉴定困难的问题,提高了铅锌矿石定名的准确性,为岩矿鉴定工作提供一种新的技术手段。     

X射线荧光光谱法测定矿物中轻重稀土

without Octupole Reaction System and the ICP-MS with ORSSHI Yan-zhi1, WANG Ying-feng1, HE Run-ju其含量转换为轻、重稀土的总量。方法已用于实际样品测定,结果与化学法相符,10次测定的相对标准偏差分别为:CeO2的RSD为1.43%,Y2O3的RSD为1.11%。     

与金刚石原生矿有关的铬尖晶石形态特征

铬尖晶石是寻找金刚石原生矿的重要指示矿物之一,重砂测量中往往发现大量的铬尖晶石。单纯利用矿物化学成分判别它们是否与金刚石原生矿有关,电子探针测试工作量大、耗资高。如果根据显微镜下矿物形态特征鉴定与选择性的电子探针分析相互验证,将是一种既经济又简单、而且更可靠的判别方法。本文主要介绍与金刚石原生矿有关的铬尖晶石在显微镜下的形态特征。     

基于短波红外光谱技术的蚀变矿物大数据定量预测方法探索——以福建上杭县紫金山金铜矿床为例

福建上杭县紫金山矿田是中国发现并保存较完整的浅成热液-斑岩铜金多金属成矿系统。紫金山超大型高硫型金铜矿是该矿田的核心组成部分,通过十多年基于短波红外光谱技术的勘查找矿应用示范,累积形成覆盖整个矿田的百万级短波红外光谱大数据库。文中通过对紫金山金铜矿床明矾石、叶腊石、高岭石类和云母族矿物的短波红外光谱数据的进行模拟计算,其结果与实际测得矿物全定量分析结果具备良好的相关性,能实现光谱的传统定性解译有效转化为定量解译,进而构建典型蚀变矿物的三维模型,实现与查明了厘米级精度的矿物三维空间分布规律,对紫金山金铜矿床的深部找矿预测具有重大指导意义。