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微区X射线荧光法在矿物分选中的应用

发布时间:2020-09-04浏览:15

       如何正确识别矿物相是矿物提纯过程中普遍存在的问题,一般采用光学显微镜鉴别晶体或矿物颗粒。而对于经验不足的研究人员而言,微区x射线荧光元素分布图可以帮助我们快速识别有研究价值的矿物颗粒,并能在一定程度上保证高纯度。

       《Application of benchtop micro-XRF to geological materials》一文中提到从火山灰样品中挑选钾长石颗粒进行40Ar/39Ar地质年代学研究,将采集自Lengong Valley, Malaysia (Storey et al., 2012)的Younger Toba Tuff样品分选出粒径为250–315μm的颗粒,铺在一个边长为4mm的网格显微镜载玻片(总面积为20mm×50mm)上,并用胶固定。

(a)取自Younger Toba Tuff的250–315 µm长英质矿物晶粒的照片。

(b)多元素分布图。黑白虚线框表示(c)图的位置。

(c)B图部分放大,标识石英(Q –鲜红色),钾长石(S–黄绿色),黑云母(B –绿黄色)和低钙斜长石(P –浅红色)。Ca含量较高的斜长石在该元素分布图上显示为紫色。

       使用德国Bruker微区X射线荧光光谱仪M4 tornado,在单点积分时间为10ms,步径为50µm的条件下对样品进行测试,硅,钾和钙元素的测试结果如b图所示,载玻片上的网格由钛(Ti)元素组成,用白色表示。根据这种配色方案,红色可表示为石英颗粒,红色Si和绿色K叠加显示的黄绿色为钾长石和黑云母(绿色越强,钾硅比越高),红色Si和蓝色Ca叠加后由浅红色变到紫色,表示含钙斜长石,颜色变化具体取决于Ca含量(该斜长石晶体样品富含钠,因此石英和斜长石之间只有细微的色差,但在元素分布图中加入Al元素就可以更好的识别这些矿物)。将多元素分布图与显微镜载玻片进行比较,可以方便快速地选出有研究价值的矿物颗粒。这样就收集到150粒钾长石(〜50 mg)用于氩同位素分析(Storey等,2012)。而对于矿物颗粒大于300μm的样品,则可以通过操作仪器减小步径和/或缩短单点积分时间来大大缩短测试时间。

       这类应用除受到40Ar/39Ar地球年代学家们的关注外,也可以用于分选其他特定研究方法所需的矿物,例如用于确定U-Pb年代的锆石(参照Voltaian Sandstone案例研究),矿石选矿和矿石来源探究等。

德国Bruker微区X射线荧光光谱仪M4 Tornado plus

1、样品制备简单,不需要喷金、喷碳。

2、元素扫描范围C(6)—Am(95)

3、单词扫描面积可达20cm x 16cm,清晰识别矿物结构,快速寻找目标矿物。

4、扫描速度快,一个薄片扫描时间约3分钟(扫描区域4cmX2cm,步径40um,像素时间10ms)

5、自动鉴定识别手标本中各种矿物相,自动统计矿物种类和比例等。

 

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