在地质科学研究中，大型样品的高分辨率元素分析长期面临 “样品尺寸受限”“分析精度与效率难以兼顾” 等挑战。尤其针对陨石撞击构造这类涉及复杂岩性改造的研究，需同时获取宏观样品的元素分布规律与微观尺度的成分差异，才能精准还原地质过程。
布鲁克 M6 JETSTREAM 微shu X 射线荧光（Micro-XRF）光谱仪凭借其独特技术优势，成功为南非弗雷德福特穹丘大型花岗岩样品的分析提供解决方案，不仅破解了假玄武玻璃角砾岩（PTB）的成因争议，更展现了其在大型地质样品研究中的核心价值。
布鲁克开放式微束大面积元素成像光谱仪
BRUKER M6 JETSTREAM
研究背景与核心需求：大型样品分析的技术瓶颈与突破方向
本次研究的对象为南非弗雷德福特穹丘的大型抛光花岗岩样品（130cm×80cm），该区域是地球已知大陨石坑（直径约 300km）的中心隆起带，形成于约 20 亿年前的天体撞击事件。研究的核心需求是明确样品中暗色假玄武玻璃角砾岩（PTB）的成因 —— 其究竟为本地花岗岩熔融产物，还是远端熔融物质注入形成，这一问题长期存在科学争议。
要解决该争议，需满足两大分析条件：一是完整覆盖大型样品，避免因切割样品破坏地质原貌；二是实现高空间分辨率的主量与微量元素分布分析，精准对比 PTB 与母岩（花岗岩）的化学组成。此前，传统 Micro-XRF 光谱仪因样品室尺寸限制，无法对超大面积样品进行单次完整分析，而布鲁克 M6 JETSTREAM 的开放式光束设计与超大扫描范围，恰好突破了这一技术瓶颈。
图1：弗雷德福特穹丘花岗岩样品全景拼接图（由 M6 JETSTREAM 低倍率视频显微镜生成）
M6 技术优势
· 超大扫描范围，无需切割直接扫描
· 灵活测量姿态与高速扫描，兼顾效率与适用性
· 高灵敏度与精细聚焦，捕捉微量元素分布特征
M6 JETSTREAM
灵活测量姿态与高速扫描，兼顾效率与适用性
· 可倾斜测量支架支持样品在水平（本次采用的 “从上至下” 模式）与垂直位置间切换，轻松适配大型岩板的放置需求；
· 高速动态测量能力（样品台移动速度高达 100mm/s）结合 0.2mm 步长、2ms dwell 时间的参数设置，仅用 12.5 小时便完成了 960 万像素（3625 像素 ×2650 像素）的高分辨率 mapping 数据采集，大幅提升了大型样品的分析效率。
HyperMap高光谱数据采集 - 支持后续深度分析
仪器通过 HyperMap 技术为每个像素保存完整光谱，数据可在采集过程中或完成后随时调用，支持多种评估方式。本次研究中，科研团队正是基于该数据对主量与微量元素的分布规律、总和光谱对比、净强度比值等进行多维度分析，确保了结论的严谨性。
弗雷德福特花岗岩样品全景测量图（展示 Fe、Ca、K 等主量元素分布）
实验结论与技术价值验证：M6 JETSTREAM 助力破解科学争议
依托 M6 JETSTREAM 的分析能力，研究得出明确结论：弗雷德福特穹丘的 PTB 为本地花岗岩在陨石撞击过程中部分熔融形成，而非外来熔融物质注入。这一结论的得出，直接依赖于仪器提供的三大关键数据：
- 元素分布一致性：mapping 图像显示，PTB 岩脉虽呈隐晶质、均一性更强，但其元素组成与母岩完全匹配，未出现外来元素或成分异常；
- 总和光谱高度重叠：母岩与 PTB 的光谱曲线（图 4）在主量元素（Si、K、Ca、Fe）与微量元素（Mn、Zn、Ga 等）区间均几乎重合，无显著差异；
- 元素净强度近 1:1：两者的元素净强度（cps）对比图（图 5）中，所有数据点均靠近对角线，表明元素浓度几乎一致。
上述结果不仅解决了长期存在的科学争议，更验证了 M6 JETSTREAM 在大型地质样品分析中的可靠性 —— 其能够在不破坏样品的前提下，同时实现 “宏观覆盖” 与 “微观精细” 的分析需求，为地质过程的还原提供精准数据支撑。
花岗岩母岩（红色）与 PTB 岩脉（绿色）总和光谱对比图（Y 轴采用平方根标度）
母岩与岩脉的元素净强度对比图（单位：每秒计数，cps）
应用场景延伸：M6 JETSTREAM 在地质科研中的核心价值
除本次陨石撞击构造研究外，M6 JETSTREAM 的技术特性使其可广泛应用于更多地质科研场景：
陨石撞击与行星科学：分析大型撞击构造样品，研究熔融、碎裂等过程的物质迁移规律；
区域地质调查：对大型岩芯、露头样品进行元素 mapping，揭示岩性分布与构造演化关系；
矿产资源勘探：快速识别大型样品中的元素异常区，辅助找矿线索定位；
文物与地质样品保护：非侵入式分析珍贵样品（如博物馆馆藏岩石、古生物化石围岩），在获取数据的同时保障样品完整性。
