X射线衍射-X射线荧光光谱-电子探针等分析测试技术在玄武岩矿物鉴定中的应用

玄武岩的鉴定通常采用显微镜镜下判定,鉴定结果容易受到鉴定人员的专业水平和主观因素、切片方位的影响,光性特征有差异,再者颗粒细小的矿物还受到光学显微镜本身放大倍数的限制也很难准确鉴定。当前的鉴定方法已由传统的显微镜向现代分析仪器(X射线衍射仪、电子探针、X射线荧光光谱仪等)综合研究方向发展。本文采用X射线粉晶衍射(XRD)和显微镜镜下观测相结合的方法,对安徽女山玄武岩(未经蚀变)和团山玄武岩(经过蚀变)进行鉴定,并采用X射线荧光光谱仪(XRF)和电子探针对鉴定结果进行验证。结果表明:女山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(74%,斜长石44%+辉石30%)和斑晶(13%)组成,还含有少量金属矿物(8%)及较大颗粒石英捕掳晶(5%);其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为拉长石,辉石主要为普通辉石(单斜辉石),少量金属矿物为钛铁矿。团山玄武岩用显微镜鉴定主要由基质(75%,斜长石50%+辉石25%)和斑晶(9%)组成,还含有少量绿泥石充填的杏仁体;其中,基质部分的斜长石经XRD分析可进一步确定为微斜长石,蚀变矿物为蒙脱石而非薄片鉴定中的绿泥石。综合XRD和相关技术鉴定结果可确定,女山玄武岩主要矿物为拉长石、辉石、钛铁矿;团山玄武岩主要矿物为微斜长石、辉石、蒙脱石。研究显示,单独的显微鉴定技术在含蚀变矿物的玄武岩鉴定中会产生较大偏差,而结合XRD等多种分析测定技术可以快速鉴定出矿物种类,尤其对颗粒较小的矿物鉴定的准确度更高。     

电子探针分析技术进展及面临的挑战

电子探针是研究地球与行星物质组成最基础的微束分析技术。近年来,固体地球科学和行星科学的不断发展,促使电子探针分析技术取得了一系列进展:矿物微量元素分析、稀土矿物测试方法完善、副矿物定年、富Fe矿物/熔体Fe~(3+)含量测定、场发射电子探针及软X射线分析谱仪的开发及应用等。同时,电子探针分析技术也面临着诸多挑战:微量元素测试在降低检测限的同时,还需要提高分析的准确度和精确度;降低二次荧光效应的影响;场发射电子探针在低电压下需要建立全新的分析条件和校正方式。基于这些挑战,电子探针未来在微量元素监测标样开发、二次荧光效应校正、场发射电子探针及软X射线分析谱仪应用、波谱仪完善和微区多种分析技术集成等方面具有发展潜力,以便为地学样品的研究提供更丰富、更准确的微米尺度成分信息。     

X射线衍射和电子探针技术在矿物药雄黄鉴定及质量评价中的应用

雄黄是我国常用的矿物类中药,由于晶体空间结构不同,可分为α雄黄(AsS)和β雄黄(As4S4)。雄黄受氧化作用会产生剧毒物质砒霜(As2O3),其中β雄黄因空间结构关系更易被氧化,因此对矿物药雄黄的成分鉴定和质量评价具有重要的意义。常用的分析雄黄中砷及其他元素的方法(原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、高效液相色谱-质谱法等)是通过测定总砷、价态砷和其他相关元素实现对雄黄的鉴别和有害成分的检测,分析过程复杂,试剂消耗大,需对样品进行破坏,而且不能直接对矿物结构进行判定。本文采用薄片鉴定、X射线衍射和电子探针对来自代表性生产地贵州思南和湖南石门的6种药用雄黄样品进行鉴别和质量评价。首先通过薄片鉴定初步确定雄黄样品的主要成分及伴生矿物,进一步利用X射线粉晶衍射和电子探针技术对雄黄的主要成分、伴生矿物进行半定量分析,再利用电子探针研究雄黄中As、S、O等元素的赋存状态,在这些技术综合鉴定的基础上,对收集的雄黄进行质量评价。分析结果显示:产自贵州思南的1号矿药由石英(82.8%)、方解石(9.5%)和白云石(7.7%)组成,2号矿药由α雄黄(64.7%)和石英(35.3%)组成;产自湖南石门的6号矿药由β雄黄(86.5%)和电气石(13.5%)组成,3号和4号矿药由α雄黄单矿物组成,5号矿药由β雄黄单矿物组成,3号、4号和5号三个样品中As含量大于70%,符合药典规定;电子探针分析样品中均未检测到砒霜,总体上表明湖南产的雄黄品质较高。研究表明,X射线粉晶衍射法利用了衍射图谱与晶体结构的一一对应性,找到不同矿物药样品的专属特性,而对于多组分矿物药样品,只要混合组分恒定,其衍射图谱就相对稳定,具有指纹特征;电子探针利用As、O等元素的赋存状态,可以有效地对雄黄的质量进行评价。X射线衍射和电子探针技术的结合用于鉴定雄黄矿物药是一种极为有效、可行的办法,与传统方法相比更为快速、经济。     

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。     

微束微区X荧光矿物探针分析仪的研制

一种新的矿物微区成分分析技术与矿物探针分析仪主要针对显晶或隐晶矿物的成分分析。该分析仪是以能量色散X射线荧光分析原理为物理基础,采用X光管和X聚焦透镜组成微束X射线激发源、以电致冷Si-PIN半导体探测器为X射线探测器和数字X射线谱采集器组成能量色散射线X荧光分析系统;采用40倍光学放大和CCD相机相合实现微区的显微放大,通过程控三轴微控台实现微区的定位。该探针分析仪能够实现对样品表面Φ35μm范围内多元素定性与定量分析,快速鉴定矿石的物质成分,精确度好于10%(RSD)。测定对象可以是天然岩石、矿石及其光片、薄片样品等;可应用于野外条件下的现场和驻地的岩矿石矿物的微区快速成分分析。     

田黄萝卜纹的矿物组成与成因分析

萝卜纹是田黄的重要鉴定特征。本文通过岩石薄片、X射线衍射分析和电子探针分析等手段,确定萝卜纹的组成矿物为伊利石;萝卜纹的成因为田黄的原岩受到构造应力作用后产生了显微裂隙,次生的伊利石填充了显微裂隙;显微裂隙中的伊利石与岩石中的主要矿物迪开石光学性质差别较大而呈丝缕状(萝卜纹)。     

电子探针分析及其在地质方面的应用

电子探针全称为电子探针X射线显微分析仪。它的问世,对地质学的某些领域,尤其是对矿物、岩石、矿床及矿产综合利用方面的研究起了很大的推动作用。这是因为电子探针分析与其他分析手段比较有如下优越性。 (一) 电子探针分析的优点 1.所需样品少:电子探针分析是微束分析的一种,只要样品直径大于1μm就可以进行分析,因而所需样品数量很少,这对很小的矿物颗粒或包裹体的研究提供了有力手段。 2.不破坏样品:经过电子探针分析的样品,并不受到任何破坏,还可以进行其它方面的测定;这对稀少珍贵的样品,如陨石、月岩及极难发现的新矿物,电子探针分析是最理想的分析手段。 3.直观:电子探针除了能进行点分析外,还可以进行线扫描和面分析,这对了解样品中元素的分布规律、     

金、银矿物及含银的硫化物的电子探针定量分析

金、银矿物在岩石中通常量微,颗粒小,产出形式也比较复杂,用电子探针分析,不仅可以快速准确定出矿物名称,而且配合电子探针的附件背散射电子图象装置、X射线面分布图象装置等可以进一步查清金、银元素的赋存状态。本文主要对该类矿物的定量方法作一介绍。 一、用电子探针分析金、银矿物,其定量方法如下:     

我国宇宙尘研究的新进展

宇宙尘是自然降落到地球上的一种宇宙固体物质,在天体化学领域中有着重要的意义。国际上许多著名的学者在这一领域做了大量的工作,取得了许多重要的科学资料和数据. 近年来,我国科学工作者对宇宙尘进行了大量的研究工作,取得了可喜的成果,促进了我国天体化学事业的发展。我国宇宙尘研究的新进展,综合起来有如下四点: 1.新的分析测试方法的应用:宇宙尘常用的测试方法有光学显微镜、X射线粉晶衍射分析、扫描电镜和电子探针等。这些方法用于鉴定矿物,研究形貌特征和测定主要元素。近年     

金、银矿物及含银的硫化物的电子探针定量分析

金、银矿物在岩石中通常量微,颗粒小,产出形式也比较复杂,用电子探针分析,不仅可以快速准确定出矿物名称,而且配合电子探针的附件背散射电子图象装置、X射线面分布图象装置等可以进一步查清金、银元素的赋存状态。本文主要对该类矿物的定量方法作一介绍。     

电子探针作全岩分析的初步研究

电子探针在地学中已得到广泛的应用,其中最重要的是用于研究矿物的微区成分.电子探针用于全岩分析虽有一些学者进行过研究,但应用的还不够广泛.早在1968年Gulson和Lovering就提出用电子探针作全岩分析.尔后,Rucklidge(1970)Reed(1970)和Brown(1977)也论述了电子探针作全岩分析的问题.但他们文中所列的数据都是使用的波长色散法(即波谱分析)与化学分析的对比.1974年Nicholls提出用能谱作全岩分析,并将6种标准岩石的能谱分析结果与化学分析结果作了对比,得到了满意的结果.1980年Schimann和Smith也用能谱进行了全岩分析,得到了与X——射线萤光光谱分析具     

吉林软玉宝石学性质与特征研究

使用电子探针、X射线粉晶衍射(XRD)和差热分析(DTA)对吉林软玉的化学成分、结构特征和热相变特征进行了研究。吉林软玉的主要矿物化学成分分析和XRD谱图均表明为透闪石。DTA分析表明在加热到874℃时,透闪石矿物开始脱(OH)^-水,并可能伴有新物相的生成。软玉的颜色为白色,其硬度、密度和折射率值等数据表明吉林白玉应为软玉。     

光性矿物检索鉴定程序设计原理与应用

计算机技术常应用到镜下鉴定光性矿物工作中,本文以Visual Basic为工具开发出用于镜下鉴定矿物的辅助分析程序,介绍了光性矿物鉴定程序的设计原理和使用方法,包括矿物属性分析及赋值、鉴定误差减小方法及其应用。在光性矿物镜下鉴定时输入所观察矿物全部或部分光学性质,通过程序计算与比较,显示出最可能的查询矿物。矿物检索以贵橄榄石为例,在输入正确光性矿物属性的前提下,可准确地得出鉴定结果,有效地提高了镜下矿物鉴定的效率和准确度;查询结果中配有详细图片和属性描述,可以进一步查询矿物的详细光学性质、成因产状及其他鉴定特征;此外鉴定分析程序也可以用于建立矿物信息数据库。     

建立X射线粉晶衍射数据库的排序

矿物X射线物相鉴定,实际上就是把欲鉴定试样的X射线粉晶衍射数据与已有的标准X射线粉晶衍射数据进行对比.为了使这种对比过程有规律地进行,一个合乎逻辑的方法是利用电子计算机使检索过程完全自动化.广泛利用电子计算机进行矿物X射线物相鉴定,是今后发展的必然趋势.它可以大大提高效率,而且只要程序编制恰当,其结果也是可靠的.本文着重介绍使用APPLEⅡ型微机建立矿物X射线粉晶衍射数据库的排序问题.     

硅酸盐和氧化物电子探针分析矿物标样

应用电子探针对矿物和岩石进行分析和研究,早已成为地质科研工作中必不可少的工具之一.特别是对硅酸盐类造岩矿物以及碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等类矿物分析和研究尤其重要.这些造岩矿物含有多种化学元素,尤其以氧化物形式存在的矿物给电子探针分析的精确定量曾带来困难.自从A. E. Bence和A.L.Albee(1968)提出了硅酸盐和氧化物电     

新的测试分析技术——电子显微分析方法概述

继光学显微镜、X射线分析方法之后,电子显微分析方法已成为一种重要的岩矿测试手段。这种方法主要包括:透射电子显微分析、扫描电子显微分析、电子探针X射线显微分析(简称电子探针分析)以及X射线能谱分析等。     

基于平面物相的多种方法连用鉴定显微铀矿物

随着显微技术的发展和铀矿地质工作的日益深入,显微铀矿物、精细铀矿物学的研究越来越重要。本次研究介绍了5种基于平面物相的显微铀矿物鉴定方法,分别为偏光显微镜鉴定法、放射性照相法、α径迹蚀刻法、扫描电镜+电子探针法、X射线荧光半定量分析法、自动综合矿物分析仪分析法,且这5种方法可以相互连用、相辅相成的鉴定显微铀矿物,从而达到精细、直观的研究显微铀矿物的目的。XRF半定量分析法可帮助鉴定工作者提前了解光薄片中是否含铀矿物,偏光显微镜法鉴定显微铀矿物最基本且必不可少的方法,放射性照相和α径迹蚀刻法能掌握整个光薄片中的铀矿物分布状况、辅助偏光显微镜和扫描电镜鉴定铀矿物,并且为电镜下的原位微区分析提供明确的目标;扫描电镜和电子探针可以做到精细的研究显微铀矿物,与偏光显微镜连用可以直观的研究显微铀矿物;自动综合矿物分析系统结合其他方法可以全面、直观的掌握整个光薄片中的铀矿物。将这五种方法连用、综合应用,可以显著提高显微铀矿物的鉴定效率和水平,并将显微铀矿物的研究推向新的高度。     

贵州兴仁滥木厂汞矿中红铊矿的初步研究

铊矿物是自然界的稀少矿物,过去国内未见到有对铊矿物的专门研究报导。本文红铊矿的研究方法采用了电子探针分析、人工重砂鉴定、显微镜鉴定、X射线粉晶分析等。     

现代测试技术在宝玉石检测中的应用现状及前景

介绍了X射线衍射、电子探针、红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电镜等技术的工作原理及这些技术在宝玉石检测中的应用。事实证明，现代测试技术极大地推动了宝玉石鉴定和研究工作的进展。     

应用微束分析技术研究铜钴矿床中钴的赋存状态

微束分析技术能够在微米-纳米尺度上精确分析矿石矿物的物相、形貌、结构、成分以及同位素组成,为地球科学精细研究提供重要技术支撑。本文利用多种微束分析技术的自身优势,综合运用微区X射线荧光光谱(micro-XRF)、偏光显微镜、电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析技术,建立了一种简单直观且全面快速鉴别钴赋存状态的技术方法。首先采用偏光显微镜选出部分代表性的探针片,然后进行微区X射线荧光光谱面扫描,获得探针片中钴及组合元素分布规律及特征,再利用偏光显微镜细致观察鉴别,结合元素分布特征规律识别出独立钴矿物以及含钴矿物,最后圈出代表性矿物并采用电子探针和LA-ICP-MS进行主微量化学成分测定。将该方法应用于中非铜钴成矿带上典型铜钴矿床中钴的赋存状态研究,查明了谦比希东南矿体中的钴主要以独立矿物(钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫铜钴矿)和类质同象(主要赋存于黄铁矿、磁黄铁矿中)两种形式存在,而谦比希西矿体中的钴主要以独立矿物——硫铜钴矿的形式零星存在。