质子探针——新技术介绍

我于1983年5月去澳大利亚考察测试分析仪器配备、使用和制造情况,其间在墨尔本大学物理系看到质子探针。质子探针也称质子显微镜,是进行微区痕量分析的重要技术手段。现将澳大利亚部份内部资料和实际情况,结合微区痕量分析技术动向,写此短文,介绍有关质子探针的一些基本知识,供开展这方面工作参阅。     

扫描质子探针及其在地学研究中的应用

扫描质子探针是近年发展起来的微区分析、痕量元素分析和元素空间分布分析手段。本文简要介绍扫描质子探针的方法原理、特点、实验装置及其应用,特别指出了在地学研究领域中的应用前景。     

含金矿物中金及微量元素的质子探针分析

利用质子探针对黄铁矿、毒砂、人工合成矿物中的Ａｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｐｂ微量元素进行了分析,实验表明,质子探针微区分析技术可测定痕量金及其它微量元素;不同矿物中金的检出限不同,黄铁矿中Ａｕ的检出限３μｇ／ｇ,毒砂中Ａｕ的检出限为３０μｇ／ｇ。     

Scanning Nuclear Microprobe Techniquein Modern Geoanalysis

作者列举了利用扫描核探针对深海锰结核、单个微化石、锰矿、恐龙蛋化石和恐龙骨骼化石等地质试样的微区定量分析和元素空间分布分析结果，说明该技术特别是质子诱导Ｘ射线发射技术在地学领域的作用并指出其广泛的应用前景。关键词扫描核探针元素空间分布分析     

U-Th-Pb副矿物的原地原位测年微束分析方法比较与微区晶体化学研究

系统地对比分析了各种微束分析技术在原地原位测年中的优势和局限性,并对近年发展的微区原位化学测年技术(EPMA)和质子激发X射线微探针分析技术(μ-PIXE)进行了探讨.阐明了矿物微区晶体化学研究的各种方法及其对实现精确原地原位测年的重要性.介绍了北大别黄土岭麻粒岩锆石测定点的晶体化学特征,应用激光剥蚀微探针-感应耦合等离子体质谱(LAM-ICPMS)技术对其进行了锆石的U-Pb表面年龄的测定,结果表明该岩石的麻粒岩相变质发生在2.050 Ga前,锆石来源为多源区.     

扫描核探针技术在现代地质分析中的应用

作者列举了利用扫描核探针对深海锰结核、单个微化石、锰矿、等地质试样的微区定量分析和元素空间分布分析结果，说明 该技术特别是质子诱导Ｘ－射线发射技术在地学领域的作用并指出其广泛的应用前景。     

山东梭罗树地幔橄榄岩微量元素的质子探针研究

作者利用质子微探针和微束ＰＩＸＥ定量分析技术，对山东梭罗树地幔橄榄岩中橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石和石榴石等矿物的微量元素组成与分布进行了研究。结果表明，不相容元素（Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ）主要富集于单斜辉石内，尖晶石则几乎富集质子探针所能检出的所有微量元素，而石榴石中微量元素含量最少。研究表明，微区微量元素分布很不均匀，推测可能受地幔交代过程中溶液的渗滤效应以及存在微粒包裹体的共同制约。     

山东梭罗树地幔橄榄岩微量元素的质子探针研究

作者利用质子微探针和微束ＰＩＸＥ定量分析技术，对山东梭罗树地幔橄榄岩中橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石和石榴石等矿物的微量元素组成与分布进行了研究。结果表明，不相容元素（Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ）主要富集于单斜辉石内，尖晶石则几乎富集质子探针所能检出的所有微量元素，而石榴石中微量元素含量最少。研究表明，微区微量元素分布很不均匀，推测可能受地幔交代过程中溶液的渗滤效应以及存在微粒包裹体的共同制约。     

扫描核探针技术及其地学应用进展

扫描核探针技术作为一种重要的微区原位无损痕量分析手段 ,广泛应用于地学与环境、生物与医学、微电子、材料与冶金科学以及艺术与考古学等研究领域。文中简介该技术在仪器装置、分析技术到地学应用方面的新进展 ,并将之与其他微区分析技术的性能特点进行了对比 ,最后讨论了该技术的未来发展和更广泛的地学应用问题。     

激光剥蚀等离子质谱微区分析在固体地球科学中的应用进展

当前分析化学技术正向着痕量微区方向发展。这使得我们能够用更小更少的样品直接得到更多的地球化学信息。在诸多微区测试技术中,激光剥蚀等离子质谱（LA-ICPMS）技术发展最快。其地质应用较广,激光探针等离子体质谱能够进行固体样品的微区微量元素和同位素的分析,具有灵敏度高、简便、快速的特点,同样具有在同位素定年上的潜力。近年来又研制出激光剥蚀多道接收等离子质谱（LA-MC-ICPMS）仪,使得微区同位素分析开始了新的革命。而多种微区技术综合应用为近几年分析地球化学新的趋势。     

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。     

含U副矿物的地质年代学研究综述

简要介绍了目前已经发展起来的各种微区原位测年技术的特点和研究矿物内部结构的技术。微区原位测年技术有离子探针、激光探针同位素测年技术、电子探针、质子探针和X射线荧光探针Th U 全Pb化学等时线年龄技术。综述了锆石、独居石、磷钇矿、榍石、磷灰石、金红石、斜锆石等含U副矿物在U Th Pb年代学研究方面的应用及进展,并介绍了锆石、独居石、磷钇矿、榍石等具有多世代性的矿物的成因判别方法,概括了用于岩浆过程、变质过程和沉积过程年代学研究常用的含U副矿物,及其相应的年代学研究需要注意及可解决的地质问题和适用性。总结了岩石年代学研究的主要进展和提取贮存在副矿物中有价值的年龄和成因信息需要解决的问题。     

微束分析对微细粒金赋存状态的研究

微细粒金矿床是一种重要的金矿类型,也是我国近年来重点研究的矿床类型之一。其中金主要为显微金和超显微金,不但肉眼难以见到,在光学显微镜下也很难发现,给研究造成很大困难,直接影响到矿床的评价、勘探和选冶工艺的确定。因此,弄清微细金的赋存状态是解决此类矿床选冶回收率的关键。目前研究微细金赋存状态的最有效的方法是电子探针和电镜等微束分析新技术,本文运用电子探针、扫描质子探针(SPM)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等新技术对广西金牙微细粒金矿床金的赋存状态进行了研究,取得突破性进展,其中对微细粒金赋存状态的质子探针和扫描电镜研究结果在国内外尚未见报道。     

地幔交代作用的微区微量元素证据——云南双沟蛇绿岩的质子探针研究

用质子探针技术对双沟地幔交代熔融物的微区微量元素进行了测定。研究表明,地幔橄榄岩中的残留矿物橄榄石和斜方辉石仅含Ni和Zn,而Ga、Ge、Sr、Rb、Zr、Y、As、Pb等微量元素主要集中在地幔部分熔融所产生的矿物(尤其是尖晶石和绿泥石)中。微区范围内微量元素的分布表明,尖晶石二辉橄榄岩地幔不均一性的尺度可达微米级,通常解释为尖晶石二辉橄榄岩在开放系统下地幔交代作用的结果。     

硫化物矿物中痕量元素的激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱微区分析进展

第一行过渡金属元素及痕量贵金属元素高度富集在硫化物矿物中,常形成具有工业意义的矿床,使得硫化物具有重大的经济价值。对天然硫化物矿物中的这些痕量金属元素丰度及其分布的研究,在矿石成因学、经济地质学、环境地球化学等领域具有重要的应用价值。激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区分析技术是一种强大的痕量元素分析工具,非常适合直接分析硫化物矿物中痕量元素的浓度及其空间分布。由于硫化物的激光剥蚀特性与硅酸盐及氧化物不同,分析校准用的标准物质又极度缺乏,严重阻碍了这一技术在硫化物矿物微区分析中的应用。本文评述了硫化物简介、硫化物中痕量金属元素分析的意义、LA-ICP-MS微区分析技术在硫化物矿物痕量元素分析中的优势及近年来的应用进展、硫化物分析中的干扰与校准、包含铂族元素及金的硫化物标准物质的研制进展及合成硫化物标准物质最有应用前景的方法。     

锆石地球化学特征及地质应用研究综述

介绍并对比了用于锆石等副矿物测试的离子探针、激光探针、电子探针、质子探针等几种微区原位测试技术各自的特点.锆石U-Pb定年实现了对同一锆石颗粒内部不同成因的锆石域进行原位年龄的分析,给出了有关寄主岩石的源岩、地质演化历史等重要信息,为地质过程的精细年龄框架的建立提供了有效的途径.锆石微量元素、同位素特征是译解岩石来源和成因的指示器.锆石Hf同位素已成功地用于地球早期历史、岩浆来源、壳幔相互作用、区域大陆地壳增长的研究等;锆石氧同位素组成能有效地约束壳幔相互作用和示踪岩浆来源等.     

硅酸盐岩石分析50年

评述了硅酸盐岩石分析在过去的50年中的主要进展。其中包括化学快速分析、仪器分析、痕量元素分析、微区分析和硅酸盐标准物质研制。     

ODP 1144站钻孔沉积物中微玻璃陨石的元素地球化学特征

利用电子探针和激光探针等离子体质谱方法分析了取自南海北部的ODP1144钻孔沉积物中的微玻璃陨石和取自邻近的广东省湛江和吴川玻璃陨石的主元素和微量元素组成。结果显示，这些微玻璃陨石属于亚洲-澳大利亚散落区的普通微玻璃陨石。从成分上看，这些微玻璃陨石存在两种不同的类型，其中的绝大部分Al2O3含量在19.0%以上，属于高Al类型，相应的难熔微量元素含量也比较高；个别微玻璃陨石Al2O3含量（13.0%)和难熔微量元素含量较低，微量元素含量和特征比值都与邻近的广东省湛江和吴川的玻璃陨石相近。元素地球化学特征意味着，这些微玻璃陨石来源于同一靶源区，但靶区的物质组成并不均一。     

富钴锰结壳分析技术评价

简要评介了用于富钴锰结壳成分分析的现代分析技术,包括船上现场分析,陆上实验室的多元素分析,矿物微区分析和元素微区分布特征研究的微探针方法及相关标准物质的研制。讨论了结壳品位分析时的取样问题及干基温度的确定和对“绿色”分析技术的需求。     

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。