地質分析技術

地質分析源於岩礦分析,作為現代地學的重要組成部分,是地球化學、岩石學、礦物學和環境與生態學強有力的技術支撐。

簡述

地質分析技術(geoanalytical technologies)在20世紀60年代以前,分析岩石礦物的主元素、次量元素組分含量,主要以傳統的化學分析為主,統稱為岩礦分析(rock and mineral analysis)。20世紀70~80年代,隨著對岩礦中痕量元素分析的需求和分析技術的進步,多種儀器分析技術得到迅速發展,逐漸結束了以化學分析為主的歷史。20世90年代以來,電子計算機的普遍套用,X射線螢光技術、電感耦合電漿發射光譜、電感耦合等離子質譜的發展,使岩礦分析格局發生了重大變化,現代化的多元素儀器分析已成為主元素,次元素和眾多痕量元素日常分析的主角。同時隨著研究領域的深入和擴展,傳統的岩礦分析範圍已不僅僅是無機的固態岩石礦物,氣、液、流體包裹體、軟物質、冰心、生物體及化石等都成為地質分析的對象;研究目標已不只是元素組成,結構、形貌、形態、價態、同位素、有機成分等都構成了岩礦分析的內容;分析目的物和要求也不僅是整體分析,微區原位分析和元素微區分布特徵、同位素比和年代學測定都成了現代岩礦分析的重要組成部分。當今地質分析的發展方向是:微區原位分析已成為地質分析的重要發展方向;同位素分析已成為地質分析和環境分析的新熱點;自動化多元素同時分析技術已成為日常套用的重要手段;無污染的“綠色分析技術”將成為未來測試技術發展的前沿。

主要方法

當今地質分析技術中,包括①用於整體分析的主要方法有:智慧型化X射線螢光技術——主、次和許多痕量元素分析的主要方法;電感耦合等離體發射光譜技術——痕量元素、特別是稀土元素測定的首選方法;電感耦合電漿質譜——痕量元素、超痕量元素分析的最強有力的工具;全反射X射線螢光新技術——痕量樣品(微升級)超痕量(10-10~10-15克)分析和表面分析技術;中子活化分析——最重要的痕量元素分析技術。②用於微區原位分析與元素微區分布分析的方法有:電子微束技術,如電子探針、分析電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等;X射線及高能粒子微束分析技術,如同步輻射X射線探針、掃描核探針;雷射及低能離子微束分析技術,如二次離子探針質譜、雷射燒蝕電感耦合電漿質譜等。③用於形貌、結構與價態分析技術有:X射線衍射技術、X射線光電子光譜、電子能量損失譜、X射線吸收光譜、掃描隧道顯微技術(包括光電子光譜、俄歇電子譜)、擴展X射線吸收精細結構技術、X射線吸收近限結構技術等。④用於有機分析與形態分析的技術主要有:氣相色譜、氣相色譜質譜聯用技術、高效液相色譜、毛細管電泳技術、紅外光譜、雷射拉曼光譜、超臨界萃取和化學感測器等。⑤用於地質年代學及穩定同位素分析的方法:傳統的年代學技術是以K Ar、U Pb、Pb Pb、Rb Sr、Sm Nd、Re Os為主的熱離子質譜法和負離子質譜法。近年來新的發展引人注目即:微區年代學方法、雷射探針Ar/Ar測年法、宇宙成因同位素加速器質譜、惰性氣體同位素法等。

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