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微區X射線熒光法在礦物分選中的應用

發布時間:2020-09-04瀏覽:94

       如何正確識別礦物相是礦物提純過程中普遍存在的問題,一般采用光學顯微鏡鑒別晶體或礦物顆粒。而對于經驗不足的研究人員而言,微區x射線熒光元素分布圖可以幫助我們快速識別有研究價值的礦物顆粒,并能在一定程度上保證高純度。

       《Application of benchtop micro-XRF to geological materials》一文中提到從火山灰樣品中挑選鉀長石顆粒進行40Ar/39Ar地質年代學研究,將采集自Lengong Valley, Malaysia (Storey et al., 2012)的Younger Toba Tuff樣品分選出粒徑為250–315μm的顆粒,鋪在一個邊長為4mm的網格顯微鏡載玻片(總面積為20mm×50mm)上,并用膠固定。

(a)取自Younger Toba Tuff的250–315 µm長英質礦物晶粒的照片。

(b)多元素分布圖。黑白虛線框表示(c)圖的位置。

(c)B圖部分放大,標識石英(Q –鮮紅色),鉀長石(S–黃綠色),黑云母(B –綠黃色)和低鈣斜長石(P –淺紅色)。Ca含量較高的斜長石在該元素分布圖上顯示為紫色。

       使用德國Bruker微區X射線熒光光譜儀M4 tornado,在單點積分時間為10ms,步徑為50µm的條件下對樣品進行測試,硅,鉀和鈣元素的測試結果如b圖所示,載玻片上的網格由鈦(Ti)元素組成,用白色表示。根據這種配色方案,紅色可表示為石英顆粒,紅色Si和綠色K疊加顯示的黃綠色為鉀長石和黑云母(綠色越強,鉀硅比越高),紅色Si和藍色Ca疊加后由淺紅色變到紫色,表示含鈣斜長石,顏色變化具體取決于Ca含量(該斜長石晶體樣品富含鈉,因此石英和斜長石之間只有細微的色差,但在元素分布圖中加入Al元素就可以更好的識別這些礦物)。將多元素分布圖與顯微鏡載玻片進行比較,可以方便快速地選出有研究價值的礦物顆粒。這樣就收集到150粒鉀長石(?50 mg)用于氬同位素分析(Storey等,2012)。而對于礦物顆粒大于300μm的樣品,則可以通過操作儀器減小步徑和/或縮短單點積分時間來大大縮短測試時間。

       這類應用除受到40Ar/39Ar地球年代學家們的關注外,也可以用于分選其他特定研究方法所需的礦物,例如用于確定U-Pb年代的鋯石(參照Voltaian Sandstone案例研究),礦石選礦和礦石來源探究等。

德國Bruker微區X射線熒光光譜儀M4 Tornado plus

1、樣品制備簡單,不需要噴金、噴碳。

2、元素掃描范圍C(6)—Am(95)

3、單詞掃描面積可達20cm x 16cm,清晰識別礦物結構,快速尋找目標礦物。

4、掃描速度快,一個薄片掃描時間約3分鐘(掃描區域4cmX2cm,步徑40um,像素時間10ms)

5、自動鑒定識別手標本中各種礦物相,自動統計礦物種類和比例等。

 

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