如何正確識(shí)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(xué)顯微鏡鑒別晶體或礦物顆粒。而對于經(jīng)驗(yàn)不足的研究人員而言,微區(qū)x射線熒光元素分布圖可以幫助我們識(shí)別有研究價(jià)值的礦物顆粒。
《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(jìn)行40Ar/39Ar地質(zhì)年代學(xué)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(gè)邊長為4mm的網(wǎng)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(zhì)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(biāo)識(shí)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Bruker微區(qū)X射線熒光光譜儀M4 tornado,在單點(diǎn)積分時(shí)間為10ms,步徑為50µm的條件下對樣品進(jìn)行測試,硅,鉀和鈣元素的測試結(jié)果如b圖所示,載玻片上的網(wǎng)格由鈦(Ti)元素組成,用白色表示。根據(jù)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(qiáng),鉀硅比越高),紅色Si和藍(lán)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(該斜長石晶體樣品含鈉,因此石英和斜長石之間只有細(xì)微的色差,但在元素分布圖中加入Al元素就可以更好的識(shí)別這些礦物)。將多元素分布圖與顯微鏡載玻片進(jìn)行比較,可以方便選出有研究價(jià)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(diǎn)積分時(shí)間來大大縮短測試時(shí)間。
這類應(yīng)用除受到40Ar/39Ar地球年代學(xué)家們的關(guān)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(qū)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(dá)20cm x 16cm,清晰識(shí)別礦物結(jié)構(gòu),尋找目標(biāo)礦物。
4、掃描速度快,一個(gè)薄片掃描時(shí)間約3分鐘(掃描區(qū)域4cmX2cm,步徑40um,像素時(shí)間10ms)
5、自動(dòng)鑒定識(shí)別手標(biāo)本中各種礦物相,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)礦物種類和比例等。