同步辐射微区X射线荧光光谱法原位分析蚯蚓中K,Ca,Cu,Zn和Pb

为了研究重金属元素在蚯蚓体内的富集和存储机制,使用同步辐射微区X射线荧光光谱法(μ-SRXRF)研究了K,Ca,Cu,Zn和Pb元素在生长于南京栖霞山铅锌矿区附近菜园土壤的蚯蚓体内的分布特征,发现Pb主要富集在蚯蚓后部消化道周围的区域,Zn,Cu在蚯蚓后部的分布规律与Pb类似,推测后部消化道周围区域的分布是蚯蚓为了阻断毒性重金属元素威胁而特有的富集和存储方式。5种元素的相关性表明,Pb和Zn相关性最高,存储方式最为相似,Pb与K和Ca在蚯蚓后部的分布呈显著正相关,说明毒性元素Pb在蚯蚓体内的富集和存储过程可能伴随着其它元素的吸收。本研究表明,μ-SRXRF在原位微区分析蚯蚓样品的元素空间分布方面具有很大优势,而进一步开展土壤及蚯蚓中Pb的形态研究,是研究重金属胁迫下蚯蚓解毒机制的重要前提。

X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用

X射线荧光光谱微区分析可以使用更小以及更少的样品得到更为丰富的矿物信息,因而近年来该技术的研究较多同时取得长足的进步。本文简要介绍X射线荧光光谱微区分析技术,同时探讨该技术在铅锌矿石鉴定当中的应用。

晶体微区能量色散X射线荧光光谱分析中干扰峰的研究

微区能量色散X射线荧光光谱仪(μ-EDXRF)是进行物质微区成分分析和元素分布分析的工具,在定性和半定量分析中发挥着重要的作用,被广泛应用于地质学、考古学、材料学等领域。本文对μ-EDXRF的晶体分析谱图中常出现的一些干扰峰进行研究,总结出识别、减小与消除干扰峰影响等问题的方法,确保分析结果的准确性。

微区能量色散X荧光元素成像法测定陶瓷中重金属元素

目的采用微区能量色散X荧光光谱仪(μ-EDXRF)研究陶瓷釉料的变化和铅、镉等重金属溶出的风险以评估产品的质量安全。方法采用μ-EDXRF元素扫描成像新技术,分析釉层有害金属元素的分布,并用无标样基本参数(FP)法测定釉层主成分和高风险区域有害元素的含量。结果μ-EDXRF能快速进行多元素同时分析,可以及时发现釉层中钴、铬、锰、镍等具有潜在析出风险的重金属元素。该元素成像技术能直观地找出有害元素存在的部位,方便迅速分析产品缺陷的原因。结论该方法从一个新的角度来评价陶瓷釉层重金属元素含量及分布,是已有分析手段的一个有力补充。

X射线荧光微区分析结合电感耦合等离子体质谱法进行保健食品中元素含量的测定

X射线荧光光谱微区分析法既有X射线荧光光谱法快速、简便、无损检测等特点,又可对保健食品表面的元素分布进行检测,电感耦合等离子体质谱法具有检出限低、线性范围宽、多元素同时测定等优点,旨在建立一种X射线荧光光谱微区分析法和电感耦合等离子体质谱法联合测定保健食品中元素种类、分布及含量的方法。利用X射线荧光光谱微区分析技术对一种保健食品进行了元素种类及元素在样品表面的分析,并对元素含量进行了半定量分析,确定保健品中含有钙(Ca)、铁(Fe)、钌(Ru)、钼(Mo)元素。利用微波消解-电感耦合等离子体质谱法对其中含有的主要元素Ca和Fe进行了定量分析。微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定结果Ca元素平均值为6.23%,相对标准偏差1.78%;Fe元素平均值3.82%,相对标准偏差2.14%。与X射线荧光光谱微区分析法半定量测试结果的样品中含有的Ca元素含量在6.0%~10.0%之间,样品中含有的Fe元素含量在2.0%~4.0%之间的结论一致。且通过X射线荧光光谱微区分析法得知保健食品表面的各元素分布不均匀。结果表明:X射线荧光光谱微区分析方法既可利用微量样品快速无损测得保健食品中的元素半定量含量,又可测得保健食品中的元素分布情况。结合电感耦合等离子体质谱法,还可以对样品中感兴趣的元素含量进一步检测,得到定量分析结果。

Cu_2O纳米线激子精细结构光谱分析

基于显微拉曼光谱仪研究比较单根与多根Cu_2O纳米线荧光光谱特性,通过详细分析显微荧光谱线信息,研究制备得到的Cu_2O纳米线的精细结构。单根Cu_2O纳米线表现出高能激子发射及其高阶声子辅助的光学跃迁谱线。

乳牙釉质13种化学元素的微量分析

目的观察正常乳牙釉质化学元素组成以及各元素在釉质各层面的分布状况,为乳牙硬组织生物化学研究提供基础数据资料。方法收集23名5～12岁无龋儿童的乳牙共23颗,其中男10名,女13名,乳前牙13颗,乳磨牙10颗。每颗牙齿样本均沿唇舌或颊舌向正中切开,自釉质表面向内部每50μm定点,利用能量色散微区X射线荧光光谱仪和电子探针检测仪检测釉质表层200μm内化学元素的含量和分布,比较男、女间及乳前牙与乳磨牙间各化学元素的含量变化,同时对各元素在釉质不同深度间的含量变化进行统计学分析。结果乳牙釉质中含有钙、磷、镁、氯等13种化学元素,男、女间及乳前牙与乳磨牙间13种化学元素含量的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。钙、磷、镁、氟、氯、锶、锌等元素在釉质中的分布也均表现为由表及里逐渐减少。结论正常乳牙釉质含有多种化学元素,其中钙、磷、镁、氟、氯、锶、锌等元素可能与乳牙釉质的矿化程度有关。

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。

高性能微区X射线荧光光谱仪在寒武纪特异保存软躯体化石研究中的探索:以腕足动物化石为例

随着国家对基础研究的日趋重视,我国的古生物学,包括早期生命和寒武纪大爆发研究取得了长足的进步,研究手段和仪器设备日益改善和提高,例如扫描电子显微镜(SEM)和X射线显微断层成像技术(Micro-CT)的使用已经十分广泛。本研究以我国滇东地区寒武纪澄江化石库和乌龙菁组关山生物群特异保存的腕足动物化石为例,运用高性能微区X射线荧光光谱仪对化石标本和围岩的成分进行了定性和半定量分析。由于X射线有一定的穿透能力,且生物体与围岩的组成元素不同,因此对标本的定性分析可快速清晰地显示出某些生物体在光学显微镜下未显示出的生物解剖结构;对化石中化学元素(Na-U)和化合物的半定量分析数据可大致揭示澄江生物群与关山生物群沉积矿物元素的区别,并且筛选出更适合用于高精度元素分析的标本。微区X射线荧光光谱仪在测试和扫描前对样品普遍不用进行前期处理,可用于样品表面扫描和微区分析,操作快捷、有效,加之其较大的样品台空间,是一种先进的高灵敏度、非破坏性的元素分析手段,能为对比研究诸如澄江生物群与关山生物群等不同时代生物群的特异埋藏条件和沉积环境提供新的信息。

基于同步辐射μXRF的烧结烟尘微量元素测定与相关性分析

本文采用同步辐射X射线荧光光谱微区分析法(μXRF)对铁矿烧结烟尘进行多元素分析,得到16个元素(Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Hg、Na、K、Rb、Cs、Ca、F、S、Cl)的特征峰强度,分别构建出各元素相对强度的微区二维空间分布图;并采用主成分分析(PCA)对所选元素进行降维分类,进而降低利用相关性分离原理进行各元素分布特征解析时的难度。研究发现,部分元素间存在很强的相关性,第一主成分中Fe和Mn相关性系数达到0.807,第二主成分中Cu、Zn和As之间相关性系数在0.651~0.664之间。根据元素之间的线性相关关系可建立起宏量元素与微量元素之间的关系,有望预测烧结烟尘中主要有价元素、毒害元素分布特点,为铁矿烧结烟尘中微量元素的分析提供借鉴与参考。

基于多路送粉工艺的增材制造样品成分、组织与硬度性能研究

激光增材制造技术作为新型逐层熔合制造工艺可以根据要求制备元素成分梯度变化的金属材料。试验设计了一种由两种不锈钢粉末按均匀配比变化而成的梯度成分样品,首先利用热力学计算软件预测了材料的相组织成分占比、力学性能变化;然后采用多路送粉激光熔覆工艺进行样品制备;进而利用微区X射线荧光光谱仪、金相显微镜和显微维氏硬度计结合流体微探应变技术对该梯度材料进行了微观区域的精细成分、显微组织和硬度的统计分布表征研究。表征结果中该梯度成分样品不同区域元素含量、金相组织、硬度力学性能的差异变化规律同热力学软件计算的结果基本符合。通过研究成分梯度变化区域元素成分对区域的组织状态和材料力学性能的影响,结果表明样品表面硬度分布拐点和陡降区与Ni元素的变化和板条状马氏体的出现密切相关,同时316L奥氏体组织呈不连续骨架分布,而JY-Fe45A区域显示存在大量板条状马氏体,且晶粒组织粗大。最后利用基于等静压的流体微探应变无损检测方法与显微维氏硬度计相结合分析了样品中力学性能异常区域的原因,并发现了现有打印制造工艺的不足。

1200年来湖光岩玛珥湖高分辨率元素地球化学记录

本文运用同步辐射X射线荧光光谱原位微区分析方法对湖光岩玛珥湖湖泊沉积物进行了分析,以核素测年（137Cs、210Pb和AMS 14C）数据为时间标尺,获得了1200年来Ti、Fe、Cu、Zn、Rb和Br等元素含量的高分辨率数据.Br元素含量与当地气象记录降水量变化大致呈正相关,可能说明区域降水是Br元素含量变化的主要影响因素.对1200年来Br元素含量的谱分析结果表明,Br元素含量变化的准周期分别为：1.5a、1.9～2.0a、2.1～2.6a、2.9～3.0a、374～442a和221～256a.其中,年际准周期变化可能与厄尔尼诺相关,而百年尺度的变化可能与太阳活动有关.从Ti元素含量与器测数据对比来看,Ti元素含量较高的时期也对应于降水量较大的时段,降水增加可能有利于碎屑物的搬运,但植被覆盖度、粒度效应等因素对沉积物中Ti元素存在正-负反馈机制.

埃迪卡拉纪晚期疑难化石Shaanxilithes在云南会泽朱家箐剖面的首现及其意义

陕西迹(Shaanxilithes)见证了埃迪卡拉纪–寒武纪之交生物演化及生态环境的变化,是埃迪卡拉纪末期标志性的疑难化石,具有全球对比意义。本文首次报道了云南曲靖会泽县大海乡朱家箐剖面灯影组旧城段泥质灰岩中新发现的宁强陕西迹(Shaanxilithes ningqiangensis Xing,Yue and Zhang,1984)。所采集的标本整体形态上呈条带状,边缘呈锯齿状参差不齐,可见环状体分布。通过镜下观察,可发现散落圆盘状单元。将大海乡朱家箐剖面与晋宁六街镇王家湾剖面渔户村组旧城段所产出的Shaanxilithes化石对比后发现,朱家箐剖面的标本宽度更窄,长度更长,碎片化更加明显。通过微区X射线荧光光谱仪(μ-XRF)将朱家箐剖面和王家湾剖面的标本进行对比分析后可知,前者形态在Si、Al、K的元素分布图中显示清晰,而后者的形态主要体现在Fe元素的分布图上;前者化石和围岩中Ca元素的含量远远高于后者;S元素仅在前者存在微量的分布,在后者中未有信号显示。新的化石证据表明Shaanxilithes并非只产出自碎屑岩中,还可以在灰岩中保存。化石μ-XRF的面扫描和半定量分析表明Shaanxilithes可能为伊利石矿物交代,并且说明在不同岩相背景下,风化作用程度的强弱造成两个产地化石的差异性保存。随着研究区域不断扩大,Shaanxilithes相继在华南板块滇东地区、印度西北缘、纳米比亚、华北板块西南缘等地区晚埃迪卡拉世地层中被发现。此次在滇东会泽地区发现的Shaanxilithes,进一步表明该化石分布的广泛性,可作为全球晚埃迪卡拉世地层对比的标准化石。本文结合形态学分析和微区X射线荧光光谱分析,讨论了Shaanxilithes的埋藏学信息与亲缘关系,为探索埃迪卡拉纪–寒武纪过渡时期的生物和生态特征提供了更多视角。