地外样品研究中电子探针元素面扫描分析技术的应用

由于月壤等地外样品十分珍贵,在实验室研究中优先使用原位、微区、无损的元素分析方法。电子探针元素面扫描是地外样品研究中常用的分析方法之一,它可获取样品整体或者感兴趣区域的多种元素分布数据,应用于矿物相识别与含量估算,锆石等定年矿物的快速定位,矿物环带、出溶、反应边结构等特殊岩相和矿物接触关系等分析和研究。以嫦娥五号月壤、月球陨石、火星陨石研究为例,介绍目前元素面扫描的应用方法,对比、分析了电子探针面扫描技术与其他面扫描技术的优缺点和适用范围。未来十年,我国将实施一系列月球、火星、小行星等天体采样返回任务。电子探针元素面扫描分析未来将在这些地外样品研究中广泛使用。同时,建议行星科学家围绕所关心的科学问题,合理搭配多种分析方法以实现各种技术优势互补和样品科学价值最大化,服务我国月球与深空探测任务科学产出和行星科学发展。

基于Mapping图像分析的硫酸钠侵蚀水泥基材料中硫元素分布规律

利用SEM-BSE成像模式和EDS-Mapping模式测试了质量分数为2.5%和5.0%Na2SO4溶液侵蚀1年后的水泥净浆、砂浆试样的微观形貌和元素分布.结合图像分析方法,定量描述与分析了试样中硫元素浓度分布规律及硫酸根离子的侵蚀深度.结果表明:不同浓度Na2SO4溶液侵蚀下的净浆、砂浆试样中硫元素浓度分布趋势基本一致,表层浆体硫元素浓度较低,近表层区出现高硫含量带,随后硫元素浓度随深度增加而下降,下降幅度先剧烈后平缓,最终硫元素浓度趋于稳定.硫元素各分布段分别对应于石膏集中生成区、石膏与钙矾石混合生成区、钙矾石集中生成区以及未腐蚀区.高浓度Na2SO4溶液侵蚀后的净浆试样的高硫含量带宽度为550μm,硫元素浓度峰值为6.87%,明显大于低浓度Na2SO4溶液侵蚀后的试样(分别为300μm和1.93%);低浓度Na2SO4溶液侵蚀下,砂浆试样高硫含量带宽度大于同水灰比净浆试样,硫元素浓度峰值略小于净浆试样.

一个新的矿物面扫描分析方法开发和地质学应用

LA-ICP-MS面扫描分析近些年来发展的新兴技术,相对于其他面扫描仪器,其具有样品制样流程简单、仪器购置和分析成本低、分析时间短、检测限低、多元素表面分析(<5μm)、近乎无损等分析优势,在地球科学和生物学领域有着大量的应用。本文系统介绍了作者应用Photon Machines激光剥蚀系统与安捷伦ICP-MS新开发矿物元素面扫描分析方法。该方法基于近些年来开发的双室样品仓技术和Matlab软件,通过自主开发的LaIcpMsSoftware(LIMS)进行数据处理来完成的。本次研究开发的激光面扫描分析技术可以在短时间内(2小时)分析3mm×3mm区域,并同时给出多组元素(包括稀土元素等)在二维平面的分布特征。论文详细描述了LIMS工作原理和特点,相对于国外同类型软件,LIMS具有操作简单,并具有多种数据显示模式和剖面切割展示,元素比值面分布分析等优势,便于后期数据分析与解译。同时,还展示了对斜长石、白钨矿和石榴子石进行面扫描分析的初步结果。研究表明,通过LA-ICP-MS面扫描,可以获得比点分析更为准确的元素分布特征,并能够更为直观的展示不同元素在矿物分布特征和相关关系,更好的开展矿物地球化学研究。

宣德官窑青花瓷的面扫描分析

用SRXRF对宣德时期官窑青花瓷片上的瓷彩进行面扫描分析 ,结果表明各元素分析线的峰面积有着不同的分布模式。根据与颜色浓淡、瓷彩上黄斑的耦合关系可以将K ,Cr ,Mn ,Fe,Co ,Ni,Cu ,Zn ,Hg ,Rb ,Sr,Y和Zr等 13个元素分为 3组。它可作为各个朝代青花瓷“指纹元素”的选择依据 。

吉林海沟金矿床成因及找矿勘查模式:黄铁矿LA-ICP-MS微量元素及硫同位素证据

吉林海沟金矿床大地构造上位于华北克拉通与兴蒙造山带交汇部位,处于中生代NE向断裂(太平洋构造域)与EW向断裂构造(古亚洲洋构造域)的交汇部位,是中国东北地区最大的金矿床之一。自20世纪60年代被发现以来,前人对其成因提出了多种不同的认识,严重制约了深部及外围地质找矿工作。本文以海沟金矿床成矿期黄铁矿为研究对象,在野外地质调查的基础上,通过显微观测、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位微量元素点测试、元素扫面分析和硫同位素实验,揭示黄铁矿中不同微量元素的赋存状态,为矿床成因提供新的约束。根据研究区侵入体产状、矿体分布、构造展布特征以及流体演化规律,建立海沟金矿床的矿床成因及找矿勘查模式,为深部地质找矿提供科学证据。研究结果表明:海沟金矿床多金属硫化物石英脉中的金主要以自然金的形式存在;黄铁矿中的Au与Ag,Te,Bi和Pb相关性较好,指示这些元素主要是以类质同象的方式赋存于黄铁矿晶格中;海沟金矿床硫源至少有2种,一种是总硫δw(34S)接近于0的幔源或深部地壳源,另一种是总硫δw(34S)介于−12‰~−6‰之间的中上地壳源,海沟较负的硫同位素值与海沟矿区出现的大量脉岩和围岩(主要为色洛河群地层)直接相关;海沟金矿床是一种与岩浆热液、变质热液有关的石英脉型金矿床。

安徽省东源斑岩型钨矿床白钨矿原位微量元素特征及其指示意义

新兴的白钨矿面扫描技术对于解释矿物微量元素特征具有重要的指示意义。文章选择皖南地区东源斑岩型钨矿床中白钨矿为研究对象,利用面扫描和阴极发光图像技术对矿物微区结构和原位微量元素特征进行系统研究。分析结果显示,白钨矿具有核边结构且微量元素特征具有明显的分带性,同一白钨矿颗粒核部亏损Mo、Nb、Ta元素,富集REEs,而边部相反。在此基础上,文章通过系统的白钨矿单点微量元素分析,反演了成矿流体性质和演化过程,提出东源钨矿床成矿流体氧逸度逐渐增高,成矿流体富集F挥发分且F含量逐渐增加,成矿物质很可能有幔源组分加入。通过白钨矿面扫描和阴极发光图像查明矿物微区结构,进而开展了白钨矿微区微量元素单点分析,有可能对成矿流体和矿质来源作出合理的解释。