EPMA分析方法包括

㈠ xrf和epma兩種成分分析方法有何區別

xrf和epma兩種成分分析方法有何區別
基本原理
電子顯微探針是指用聚焦很細的電子束照射要檢測的樣品表面，用X射線分光譜儀測量其產生的特徵X射線的波長和強度。由於電子束照射面積很小，因而相應的X射線特徵譜線將反映出該微小區域內的元素種類及其含量。 利用特徵X射線波長來確定元素的叫做波譜儀(WDS），利用特徵X射線能量不同來展譜的就稱為能譜儀(EDS）。
電子探針
利用電子顯微探針原理和技術來分析樣品的儀器。 儀器構造：主要由電子光學系統（鏡筒），X射線譜儀和信息記錄顯示系統組成。 1.電子光學系統 為了提高X射線的信號強度，電子探針必須採用較掃描電鏡更高的入射電子束流，常用的加速電壓為10-30 KV，束斑直徑約為0.5μm。電子探針在鏡筒部分加裝光學顯微鏡，以選擇和確定分析點 。 2.X射線譜儀 電子束轟擊樣品表面將產生特徵X射線，不同的元素有不同的X射線特徵波長和能量。通過鑒別其特徵波長或特徵能量就可以確定所分析的元素。利用特徵波長來確定元素的儀器叫做波長色散譜儀（波譜儀WDS），利用特徵能量的就稱為能量色散譜儀（能譜儀EDS）。
電子探針的分析方法
1.點分析：用於測定樣品上某個指定點的化學成分。 2.線分析：用於測定某種元素沿給定直線分布的情況。 將WDS、EDS固定在所要測量的某元素特徵X射線信號（波長或能量）的位置上，把電子束沿著指定的方向做直線掃描，便可得到該元素沿直線特徵X射線強度的變化，從而反映了該元素沿直線的濃度分布情況。 3.面分析：用於測定某種元素的面分布情況。 將WDS、EDS固定在信號位置上，電子束在樣品表面做二維光柵掃描，便可得到該元素的面分布圖像。

㈡ 單礦物分析與電子探針區別

不破壞樣品:經過電子探針分析的樣品,並不受到任何破壞,還可以進行其它方面的測定,這對稀少珍貴的樣品,如隕石、月岩及極難發現的新礦物,電子探針分析是最理想的分析手段。

2.直觀:電子探針除了能進行點分析外,還可以進行線掃描和面分析,這對了解樣品中元素的分布規律、共生關系和賦存狀態等提供了大量基礎資料。我所的JXA一73 電子探針附有TN一5500能譜儀,它的微掃描理序可以把礦物表面不同元素的分布狀態用不同顏色在彩色熒光屏上顯示出來,這樣不但直觀感強,且有一目瞭然之效。

3.快速:因為電子探針一般都有三至四道譜儀同時對不同元素進行分析,並且都是由計算機自動操作和修正計算的,國而分析速度快,成本也較低。尤其是附帶有能譜儀後,更加快了分析速度。總之,電子探針分析為我們提供了一種很理想的岩礦測試手段,它是現代地質學上必不可少的一種測試儀器。

（二）電子探針分析的基木原理

由電子槍發射的電子波加速、聚焦後,具有一定的能量,當其照射到樣品上後.使樣品的電子層受到激發,從而產生特徵X射線。不同的元素,其特徵X射線的波長不一樣,根據這些特徵X射線的波長便可知道樣品中含有哪些元素,這就是定性分析。樣品中某種元素的含量越多,所產生的特徵X射線的強度也就越大.田此,根據某元素的特徵X封線強度的大小,也就可以計算出某元素的含量,這就是定量分析。電子束照射到樣品上以後,除了產生特徵X射線外,還產生二次電子、背散射電子、吸收電子等物理信息。利用這些物理信息就可以進行掃貓圖像的觀察,主要有二次電子像、背散射電子像、吸收電子像,這就是掃描電子顯微鏡的功能。

二、在礦物學研究中的應用

EPMA技術在礦物學研究領域的應用非常廣泛，在一些綜述性文章中已有比較詳細的描述，本文主要論述電子探針分析在普通礦物學和應用礦物學(包括礦產綜合利用)等方面的應用成果。

(一)礦物鑒定

眾所周知，礦物學家通常用偏反光顯微鏡觀察和測定礦物的光學性質和其他物理性質來認識礦物。但礦物的光學及物理性質均是礦物內在特徵的外部表現。所以從本質上來說，根據這些性質和參數只能大致地定性認識礦物。況且一些不同種類的礦物之間其光性和物性往往非常相似， 因此用通常的手段難以准確地鑒定礦物，尤其是在鑒定鉑族元素礦物和其他稀有元素礦物時，由於礦物粒度一般都很細微，難以准確測定其光性和物性。所以，要准確鑒定礦物，必須對其化學成分和晶體結構等本質特徵進行准確測定。 由於電子探針能准確地測定礦物的化學成分從而准確地得出礦物化學式。而且能對光片或光薄片上的礦物一面用顯微鏡觀察一面進行分析，更因它不破壞樣品，從而使電子探針成為最為有效和最常用的礦物鑒定手段。因此，電子探針的應用使得一些原來無法識別的礦物得到准確的鑒定，同時也糾正了從前一些錯誤或不甚准確的認識和結論。

例如，我們在對西藏東巧超基性岩鉻鉑礦物質組成研究過程中，發現一種與硫釕礦和等軸鐵鉑礦緊密連生的礦物 這種礦物很稀少，一共只發現3顆，且粒度很小，具金屬光澤，反射率比硫釕礦低得多。眾所周知，在已知的鉑族元素礦物中，硫釕礦的反射率幾乎是最低的。所以當時估計與琉釕礦連生的這種礦物可能是一般金屬礦物，困此未予注意。後來在工作中順便對該礦物進行能譜(EDS)定性分析，發現其主要化學成分為Ru和Fe，此外還含少量Os和Ir，屬鉑族元素礦物，從而引起了我們的興趣和注意。隨後進行了能譜和被譜(WDS)定量分析，結果表明，Ru、Fe，Os ，Ir的含量總和只有78％左右。這說明還有20％左右其他組分。仔細觀察EDS譜，發現該礦物的光學性質和其他物理性質與鐵釕礦的差別很大。 因而推測該礦物分子式中除 了Ru，Fe、Os，Ir以外。可能還有某種或某幾種超輕元素(B、C、N、O、F)存在。（摘至《地質實驗室》，毛水和）

(二)不可見金賦存狀態的研究

有一類含金礦石中金的品味相當高，有時可達幾十克/噸。盡管在高倍顯微鏡下對大量精細拋光的光片進行仔細觀察也找不到金的獨立礦物。通常將這種礦石中的金稱為不可見金，或叫超顯微金。

雖然礦物工作者可以挑取一定數量的各種可能載金礦物，通過試金分析而獲知金在各種礦物相中的平均含量，但是無法直接了解金的賦存狀態、含量、與載金礦物粒度、晶形和部位的關系。過去對於不可見金的賦存形式和機制有過一些假設和推論。有人認為金呈超微組包裹體存在，有人則認為金以糞質同象取代方式存在於黃鐵礦，毒砂等載金礦物當中。但這些假設和推斷都缺乏直接的實驗依據，很難令人信服。

對採集於貴州某地品位為31.02g/t的不可見金礦石樣品，我們先進行常規的礦物學和物質組成研究，初步確定黃鐵礦是最主要的載金礦物。然後對各種類型的黃鐵礦進行大量的SEM圖象觀察和EPMA研究，有效地查清了載金礦物相中不同部位金的分布和富集規律，查明了不同粒度，不同晶形，不同成礦期的載金礦物中金的賦存特徵。而且將不可見金的分布特徵間接地以可見的形式表示出來，從而為選擇經濟、合理、有效的加工模擬金的工藝提供科學依據。

三、在礦產綜合利用研究的應用

人們越來越清楚地認識到，礦石的工藝礦物學研究是搞好礦產資源的綜台評價和利用的基礎，因為只有查清礦石的物質組成，有益和有害元素的賦存狀態、礦物原生粒度、各種礦物的共生組合關系和礦石結構構造等才能有的放矢地選擇最合理最有效的礦物加工提取工藝，以便最大限度地提高回收率和精礦品位。然而，由於岩礦測試手段和方法的限制，過去對一些復雜礦床的物質組成元素賦存狀態一直搞不清楚，因而不能有效地進行綜合評價開發和利用，同時由於礦物加工技術比較落後，致使許多有用組分被白白丟棄，許多寶貴的資源被當成廢物。近年來，由於EPMA技術在工藝礦物學方面的應用逐步深入，很多復雜礦床的物質組成研究水平得到大幅度地提高，同時也最大限度地提高了礦產資源綜合評價和利用水平。

關於EPMA在礦產綜合利用研究中的應用，這里僅舉一個例子。四川某多金屬礦床中主要金屬元素為Cu、Pb、zn，Ag，有益伴生元素為Au、Cd、Sb，As。物質組成研究查明，礦石中主要金屬礦物為方鉛礦，黝銅礦、黃鐵礦，其次為毒砂、硫銻鉛礦，車輪礦、磁黃鐵礦，斑銅礦、藍輝銅礦等。原礦中Ag的品位為(g／t)，富礦679．9，中礦12．3，貧礦3．2。礦床中的Ag具有工業利用價值，應綜合考慮對Ag的回收。長期以來，雖經多方努力，但在礦石中仍未找到到銀的獨立礦物，也未能查清銀的賦存狀態，因此難以考慮銀的回收。曾懷疑Ag是否以類質同象的形式分散狀態分布在多種金屬礦物或脈石礦物中。固此查清Ag的賦存狀態成了對礦床中的Ag進行綜合評價和回收的關鍵問題。對礦石中的一些主要礦物進行電子探針分析後發現，黝銅礦仍是礦床的主要含銀礦物。

而黝銅礦又是該礦床的主要礦物之一，在礦石中所佔的礦物量為7.94﹪。銀的分布率試驗查明，Ag在黝銅礦中的分布翠為93．32﹪。由此可見，只要選擇合適的加工工藝將黝銅礦有效地富集回收，即可將礦床中的絕大部分Ag加以回收。

黝銅礦單礦物的EPMA數據

四、造岩礦物全分析

在地學領域中，常常需要研究有關造岩礦物的化學組成。雖然化學分析方法具有容易得到平均成分和精度較高等優點，但分析周期太長。而EPMA具育快速和一邊分析一邊進行掃描圖象觀察等優點，因此，長期以來就在摸索用電子探針進行造岩礦物全分析的實驗方法。大致有三種方法在實際工作中是行之有效的。

1．擴大束徑法：如果岩石樣品中的礦物顆粒都很細小，例如均小於幾微米，則可將電子柬徑擴大至 200微米左右，在岩石光片或光薄片上直接分析。為使分析值盡可能接近岩石樣品的平均化學成分，應在光片上盡可能多分析一些區域以求得平均含量。Prinz等用該方法進行了月岩樣品的分析井獲得滿意的結果。不過，採用這種方法對基質效應的修正計算是假定樣品是均勻的，因此，樣品中礦物顆粒比較粗大或分析區域數太少，則上述假設很難成立，誤差會較大。

點擊載入更多
剩餘17%未讀
金屬探傷儀的特徵及應用是什麼？
有很多，比如用超聲的反射來測量距離，利用大功率超聲的振動來清除附著在鍋爐上面的水垢，利用高能超聲做成 "超聲刀"來消滅、擊碎人體內的癌變、結石等，超聲波探傷儀

㈢ 鑒定和研究礦物的其他主要方法簡介

鑒定和研究礦物的方法，隨工作目的和要求的不同而異（表16-1）。不同的方法各有其特點，它們對樣品的要求及所能解決的問題也各不相同。下面僅介紹某些重要方法的簡要特點。

1.成分分析方法

此類方法所得結果即為物質的化學成分數據。除經典化學分析系化學方法外，其他常用方法均屬物理方法，大多可同時分析多種元素，但一般不能區分變價元素的價態。

1）經典化學分析

此法准確度高，但靈敏度不很高，分析周期長，很不經濟。樣品要求是重量超過500mg的純度很高的單礦物粉末。

此法只適用於礦物的常量組分的定性和定量分析。主要用於新礦物種或亞種的詳細成分的確定和組成可變的礦物成分變化規律的研究。但不適用於稀土元素的分析。

表16-1 鑒定和研究礦物的主要方法一覽表

2）光譜分析

此法准確度較差（尤其是對含量大於3%的常量元素），但靈敏度高，且快速、經濟。可測元素達70多種。一次測試即能獲得全部主要元素及微量元素的信息。樣品要求：僅需數十毫克甚至數毫克的粉末樣品。

光譜分析通常用於礦物的微量和痕量元素的定性或半定量分析。特別是對於稀有分散元素也能獲得良好的效果。常作為化學分析的先導，以初步了解樣品中元素的種類和數量，供進一步分析或研究時參考。

3）原子吸收光譜分析

原子吸收光譜（AAS）分析靈敏度高，干擾少，快速、精確且較經濟。可測70多種元素，但一次只能分析一種元素，不宜於定性分析。樣品用量少，僅需數毫克粉末樣。

AAS主要用於10^-6數量級微量元素和10^-9數量級痕量元素的定量測定。適宜於測定沸點低、易原子化的金屬元素及部分半金屬元素。也可進行常量分析。但對稀土、Th、Zr、Hf、Nb、Ta、W、U、B等高溫元素的測定的靈敏度較低，對鹵族元素、P、S、O、N、C、H等尚不能測定或效果不佳。

4）X射線熒光光譜分析

X射線熒光光譜（XRF）分析准確度較高，成本低，速度快，可不破壞樣品。可分析元素的范圍為⁹F～⁹²U。XRF要求數克至十克（一般4～5g，最少可至數十毫克）較純的粉末樣。液態樣品也可分析。

XRF用於常量元素和微量元素的定性或定量分析。尤其對稀土元素及稀有元素Nb、Ta、Zr、Hf等的定量分析有效。但不能測定變價元素的價態。

5）等離子體發射光譜分析

等離子體發射光譜（ICP）分析比光譜分析更為快速和靈敏，檢測下限可達（0.1×10^-9）～（10×10^-9）。精度較高，可達±3%，可測定除H、O、N和惰性氣體以外的所有元素。樣品要求：粉末，最少可以數毫克，也可以為液態樣品。

ICP適用於常量、微量和痕量元素的定性或定量分析。特別宜於分析包裹體中含量極低的重金屬離子。

6）激光顯微光譜分析

激光顯微光譜（LMES）分析靈敏度高，快速，有效，成本低，且被破壞樣品的面積小。可測70多種元素。樣品可以是光片、不加蓋玻璃的薄片或大小合適的手標本，樣品表面應拋光，切忌被污染；重砂、粉末或液體樣品要作某些處理。

LMES適於微粒、微量、微區的成分測定。用於研究礦物的化學成分及元素的賦存狀態，特別適用於微細疑難礦物的分析和鑒定。但是，目前對O、N、S等許多非金屬元素尚無法分析，對鹼金屬、難熔金屬（如Mo、Ta等）的檢測靈敏度較低。

7）質譜分析

質譜分析靈敏度和准確度均高，且分析速度快。以純度≥98%、粒徑<0.5mm的單礦物為樣品。樣量視礦物種不同而異，如硫化物需0.1～0.2g，硫酸鹽需2～5g。應避免用化學方法、浮選法等處理分離礦物，以防被污染。

質譜分析系10^-6數量級定量分析，常用於准確測定各種岩石、礦物和有機物中元素的同位素組成。從10～30g的隕石標本中提取的稀有氣體即足以為分析所用。

8）中子活化分析

中子活化分析（NAA）靈敏度高，大多數元素的靈敏度達10^-6～10^-13g。准確度高，精度高（一般在±1%～±5%）。可測的元素達80多種。可同時測定多種元素，分析速度快，且不破壞樣品。樣品要求是純的單礦物粉末，樣量僅需數毫克至數十毫克。

NAA系超痕量、痕量、半微量甚至常量元素的定量分析。可直接測定濃度很低的貴金屬元素，對稀土元素的分析特別有效。廣泛用於同位素組成、同位素地質年齡的測定。此外，也常用於測定包裹體成分。適用於分析隕石和月岩樣品的組成。

9）電子探針分析

電子探針分析（EPMA）靈敏度高，檢測下限可達10^-16g。精度一般可達1%～2%，但對微量元素的精度則可差於20%。解析度高（約7nm）。放大倍數為數十倍至數十萬倍。分析速度快，直觀，且不破壞樣品。可測元素的范圍大：波譜分析為⁴Be～⁹²U，能譜分析為¹¹Na～⁹²U。樣品可以是光片、不加蓋玻璃的薄片或礦物顆粒，且表面必須清潔、平坦而光滑。

EPMA系微米數量級微區的成分分析，宜於常量元素的定量分析。既可定點作定性或定量分析，又能作線掃描和面掃描分析，以研究元素的種類、分布和含量，了解礦物成分分布的均勻程度和元素在礦物中的賦存狀態，定量測定礦物內部各環帶的成分。最適於微小礦物和包裹體成分的定性或定量分析，以及稀有元素、貴金屬元素的賦存狀態的研究。此外，還可輔以形貌觀察。EP-MA只能分析固態物質，對有機物質的分析有困難；不能分析元素的同位素、各種形式的水（如 H₂ O和 OH^-等）及其他揮發組分，無法區分 Fe²⁺和 Fe³⁺。

2.結構分析方法

此類方法一般不破壞樣品，其分析結果是各種譜圖，用於研究物質的晶體結構、分子結構、原子中電子狀態的精細結構。有些還可藉以鑒定樣品的物相，如寶石學上目前常利用紅外吸收光譜、激光拉曼光譜、可見光吸收光譜等技術來鑒別天然寶石和合成寶石。

1）X射線分析

X射線分析是晶體結構研究和物相分析的最常用而有效的方法。其具體方法種類繁多，一般可歸為單晶法和粉晶法兩類。

（1）單晶法：通常稱為X射線結構分析，又有照相法和衍射儀法之分。目前主要採用四圓單晶衍射儀法，其特點是自動化程度高，快速，准確度高。單晶法要求嚴格挑選無包裹體、無雙晶、無連晶和無裂紋的單晶顆粒樣品，其大小一般在0.1～0.5mm。因此在應用上受到一定限制。單晶法主要用於確定晶體的空間群，測定晶胞參數、各原子或離子在單位晶胞內的坐標、鍵長和鍵角等；也可用於物相鑒定，繪制晶體結構圖。

（2）粉晶法：又稱粉末法，也有照相法和衍射儀法之分。粉晶法以結晶質粉末為樣品，可以是含少數幾種物相的混合樣品，粒徑一般在1～10μm。樣品用量少，且不破壞樣品。照相法只需樣品5～10mg，最少可至1mg左右；衍射儀法用樣量一般為200～500mg。粉晶衍射儀法簡便，快速，靈敏度高，分辨能力強，准確度高。根據計數器自動記錄的衍射圖（diffraction diagram），能很快查出面網間距d值和直接得出衍射強度，故目前已廣泛用於礦物或混合物之物相的定性或定量分析。粉晶法主要用於鑒別結晶質物質的物相，精確測定晶胞參數，尤其對鑒定粘土礦物及確定同質多象變體、多型、結構的有序—無序等特別有效。

2）紅外吸收光譜分析

紅外吸收光譜（IR）測譜迅速，數據可靠，特徵性強。傅里葉變換紅外光譜儀具有很高的解析度和靈敏度及很快的掃描速度。樣品不受物理狀態限制，可以是氣態、液態、結晶質、非晶質或有機化合物。乾燥固體樣品一般只需1～2mg，並研磨成2μm左右的樣品。

IR已廣泛應用於物質的分子結構和成分研究。適用於研究不同原子的極性鍵，可精確測定分子的鍵長、鍵角、偶極矩等參數；推斷礦物的結構，鑒定物相；對研究礦物中水的存在形式、絡陰離子團、類質同象混入物的細微變化、有序—無序及相變等十分有效。IR廣泛用於粘土礦物和沸石族礦物的鑒定，也可對混入物中各組分的含量作定量分析。

3）激光拉曼光譜分析

激光拉曼光譜（LRS）系無損分析，其測譜速度快，譜圖簡單，譜帶尖銳，便於解釋。幾乎在任何物理條件（高壓、高溫、低溫）下對任何材料均可測得其拉曼光譜。樣品可以是粉末或單晶（最好是5mm或更大者），不需特別制備，粉末所需量極少，僅0.5μg即可。也可以是液體樣品（10^-6ml）。

LRS和IR同為研究物質分子結構的重要手段，兩者互為補充。LRS適用於研究同原子的非極性鍵的振動。

4）可見光吸收光譜分析

可見光吸收光譜分析簡便、可信，不需挑選單礦物，不破壞樣品。以0.03mm標准厚度的薄片為樣品，但研究多色性時則需用單晶體。

此法主要用於研究物質中過渡元素離子的電子構型、配位態、晶體場參數和色心等。也常用於顏色的定量研究，探討透明礦物的呈色機理。可適於研究細小（粒徑在1～5mm）的礦物顆粒。

5）穆斯堡爾譜分析

穆斯堡爾譜分析又稱核磁伽馬共振（NGR）。分析准確、靈敏、快速，解譜較為容易。目前僅可測40多種元素近90種同位素。所研究的元素可以是主成分，也可是含量為萬分之幾的雜質。樣品可以是晶質或者非晶質；既可是單晶，也可是礦物或岩石的粉末。但樣品中必須含有一定濃度的與放射源中γ射線的核相同的元素。含鐵礦物樣品中Fe原子濃度為5mg/cm²為宜，硅酸鹽樣品量一般為100mg左右，因樣品中Fe含量等因素而異。

NGR主要用於研究⁵⁷Fe和¹¹⁹Sn元素離子的價態、配位態、自旋態、鍵性、磁性狀態、佔位情況及物質結構的有序—無序和相變等，也可用於物相鑒定和快速成分分析。對粘土礦物及隕石、月岩、海底沉積物等晶質多相混合物的研究很有效。

6）電子順磁共振分析

電子順磁共振（EPR）分析也稱電子自旋共振（ESR）分析。靈敏度高。不破壞樣品。只適於研究順磁性離子：室溫下能測定的主要有V⁴⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Eu²⁺、Gd³⁺等；而Ti³⁺、V³⁺、Fe²⁺、Co²⁺及多數稀土元素離子則只能在低溫下測定。EPR分析對樣品要求不高：固體、液體（0.1～0.01ml）、壓縮氣體或有機化合物均可；可以是單晶，也可以是粉末多晶混合物，但一般以單晶（粒徑在2～9mm）為好。樣品中順磁性離子的濃度不超過1%，以0.1%～0.001%為宜。樣品不需任何處理。

EPR主要用於研究過渡金屬離子（包括稀土元素離子）的微量雜質的價態、鍵性、電子結構、賦存狀態、配位態、佔位情況、類質同象置換及結構的電子—空穴心、結構的有序—無序、相變等。也可作微量元素的定性或定量分析及地質年齡的測定等。在寶石學上，常用於鑒別天然寶石與合成寶石及研究寶石的染色機制。

7）核磁共振分析

核磁共振（NMR）分析目前最常用的高分辨的核磁共振儀廣泛應用於某些分子結構的測定，其解析度高，靈敏度高，測量速度快。但可測元素的種類有限，主要有¹H、⁷Li、⁹B、¹¹B、¹³C、¹⁹F、²³Na、²⁷Al、²⁹Si、³¹P、⁴⁰Ca等。樣品可以是較濃的溶液（約0.5ml）、固體（一般20～80mg）或氣體。

NMR主要用於研究礦物中水的存在形式、質子的結構位置及離子的鍵性、配位態和有序—無序分布特徵等，研究相變和晶格缺陷。

3.其他測試方法

1）透射電子顯微鏡分析

透射電子顯微鏡（TEM）分析的功能主要是利用透射電子進行高分辨的圖象觀察，以研究樣品的形貌、晶格缺陷及超顯微結構（如超顯微雙晶和出溶片晶等）等特徵，同時用電子衍射花樣標定晶體的結構參數和晶體取向等。配有能譜儀（或波譜儀）者尚可進行微區常量元素的成分分析。TEM具有很高的解析度（達0.1nm左右）和放大倍數（為100倍～200萬倍），可以直接觀察到原子。樣品可以是光片、不加蓋玻璃的薄片或粉末樣，表面須平坦光滑。

2）掃描電子顯微鏡分析

掃描電子顯微鏡（SEM）分析的主要功能是利用二次電子進行高解析度的表面微形貌觀察。通常也輔以微區常量元素的點、線、面掃描定性和定量分析，查明元素的賦存狀態等。SEM的解析度高（達5nm左右），放大倍數為10倍～30萬倍。樣品可以是光片、不加蓋玻璃的薄片、粉末顆粒或手標本。其制樣簡單，圖象清晰，立體感強，特別適合粗糙表面的研究，如礦物的斷口、晶面的生長紋和階梯等觀察及顯微結構分析等。

3）微分干涉（相襯）顯微鏡分析

微分干涉（相襯）顯微鏡（DIC）能夠觀察礦物表面納米數量級的分子層厚度。反射型顯微鏡用於研究晶體表面微形貌，觀察晶體表面上的各種層生長紋和螺旋生長紋，從而探討晶體的生長機制；透射型顯微鏡用於研究岩石薄片中礦物的結晶狀態及內部顯微構造，能清晰看到微米數量級的微裂紋，從而有助於研究岩石受應力作用的方向和性質。微分干涉（相襯）顯微鏡的縱向解析度高，立體感強。其樣品可以是帶晶面的晶體顆粒或者薄片。

4）熱分析

熱分析系根據礦物在加熱過程中所發生的熱效應或重量變化等特徵來鑒定和研究礦物。廣泛採用的有差熱分析和熱重分析。

（1）差熱分析（DTA）：是測定礦物在連續加熱過程中的吸熱（脫水、分解、晶格的破壞和類質同象轉變等）和放熱（氧化、結晶等）效應，以研究礦物的結構和成分變化。用於了解水的存在形式，研究物質的內部結構和結晶度，研究類質同象混入物及其含量，可進行物相的鑒定及其定量分析。尤其對粘土礦物、氫氧化物和其他含水礦物及碳酸鹽類等礦物的研究最為有效。DTA只適用於受熱後有明顯的物理、化學變化的物質，一般僅用於單相物質純樣的研究，樣量僅需100～200mg，粒度在0.1～0.25mm。DTA設備簡單，用樣量少，分析時間較短，但破壞樣品，且干擾因素多，混合樣品不能分離時會相互干擾。因此，必須與X射線分析、電子顯微鏡、化學分析等方法配合使用。

（2）熱重分析（TG）：是測定礦物在加熱過程中質量的變化。熱重曲線的形式取決於水在礦物中的存在形式和在晶體結構中的存在位置。TG僅限於鑒定和研究含水礦物，並可確定其含水量。TG以純的礦物粉末為樣品，樣量一般需2～5g，且破壞樣品。TG常與DTA配合使用。目前正向微量（10^-5g）分析發展。

㈣ 股票技術指標 分類

主要包括趨勢型指標、超買超賣型指標、人氣型指標、大勢型指標等內容。

一、趨勢型指標

1、MA（移動平均線）

移動平均的分類：

根據對數據處理方法的不同：

1、 算術移動平均線（SMA）

2、 加權移動平均線（WMA）

3、指數平滑移動平均線（EMA） 實際應用中常使用

根據計算期的長短：

1、短期移動平均線（5日、10日線）――快速MA

2、中期移動平均線（30日、60日線）

3、長期移動平均線（13周、26周）――慢速MA

基本思想：消除股價隨機波動的影響，尋求股價波動的趨勢。

特點：①追蹤趨勢。②滯後性。③穩定性。④助漲助跌性。⑤支撐線和壓力線的特性。

MA的應用法則：葛蘭威爾法則（「移動平均線八大買賣法則」）――以證券價格（或指數）與移動平均線之間的偏離關系作為研判的依據。（4條買進法則，4條賣出法則）

葛蘭威爾法則的不足：沒有明確指出投資者在股價距平均線多遠時才可以買進賣出，這可用乖離率指標彌補。

MA的組合應用：

①「黃金交叉」與「死亡交叉」（向上突破壓力線或向下突破支撐線）：當現在價位站穩在長期與短期MA之上，短期MA又向上突破長期MA時，為買進信號；若現在行情價位於長期與短期MA之下，短期MA又向下突破長期MA時，則為賣出信號。

②長、中、短期移動平均線的組合使用

2、MACD（指數平滑異同移動平均線）――由正負差（DIF）和異同平均數（DEA）組成，DIF是核心，DEA是輔助。DIF：快速平滑移動平均線與慢速平滑移動平均線的差。

應用法則（從2個方面考慮）：

（1）DIF和DEA的取值和相對取值

①DIF和DEA均為正值時，屬多頭市場。DIF向上突破DEA是買入信號；DIF向下跌破DEA只能認為是回落，作獲利了結。

②DIF和DEA均為負值時，屬空頭市場。DIF向下突破DEA是賣出信號；DIF向上穿破DEA只能認為是反彈，作暫時補空。

③當DIF向下跌破0軸線時，為賣出信號，即12日EMA與26日EMA發生死亡交叉；當DIF上穿0軸線時，為買入信號，即發生黃金交叉。

（2）指標背離原則

①當股價走勢出現2個或3個近期低點時，而DIF(DEA)並不配合出現新低點，可買；

②當股價走勢出現2個或3個近期高點時，而DIF(DEA)並不配合出現新高點，可賣。

優點：消除MA頻繁出現買入與賣出信號，避免一部分假信號的出現。

二、超買超賣型指標

1、WMS（威廉指標）

涵義：當天收盤價在過去一段時日全部價格範圍內所處的相對位置。取值范圍：0～100

應用法則（從2個方面考慮）：

（1）WMS的數值

① WMS高於80時，處於超賣狀態，行情即將見底，應當考慮買進；

② WMS低於20時，處於超買狀態，行情即將見頂，應當考慮賣出。

盤整過程中，WMS准確性較高；上升或下降趨勢中，卻不能只以WMS超買超賣信號作為行情判斷的依據。

（2）WMS曲線的形狀

背離原則――①WMS進入低數值區位後（此時為超買），一般要回頭。如果這時股價還繼續上升，就會產生背離，是賣出信號。②WMS進入高數值區位後（此時為超賣），一般要反彈。如果這時股價還繼續下降，就會產生背離，是買進的信號。

撞頂和撞底次數原則――WMS連續幾次撞頂（底），局部形成雙重或多重頂（底），則是賣出（買進）信號。

2、KDJ（隨機指標）

KD在WMS基礎上發展起來，具有WMS的一些特性。反映股市價格變化時，WMS最快，K其次，D最慢。K指標反應敏捷，但容易出錯；D指標反應稍慢，但穩重可靠。

J是D加上一個修正值。

應用法則（KDJ指標是三條曲線，應用時從5個方面考慮）：

（1）KD取值的絕對數字：KD取值范圍為0～100，80以上為超買區，20以下為超賣區，其餘為徘徊區。

（2）KD曲線的形態：KD指標在較高或較低位置形成頭肩形和多重頂（底）時，是採取行動的信號，位置越高或越低，結論越可靠。

（3）KD指標的交叉：K線與D線的關系有死亡交叉和黃金交叉，應用時的附帶條件：

第一個條件：金叉位置應該比較低，在超賣區位置，越低越好。

第二個條件：與D線相交的次數。交叉次數以2次為最少，越多越好。

第三個條件：「右側相交」原則――K線是在D線已經抬頭向上時才同D線相交，比D線還在下降時與之相交要可靠得多。

（4）KD指標的背離：KD處在高位或低位，如出現與股價走向背離，是採取行動信號。

（5）J指標的取值大小：J指標常領先於KD值顯示曲線的底部和頭部。J指標的取值超過100和低於0，都屬於價格的非正常區域，大於100為超買，小於0為超賣。

理論轉向訊號：當K線和D線上升或下跌的速度減弱，出現屈曲，通常表示短期內會轉勢；K線在上升或下跌一段時期後，突然急速穿越D線，顯示市勢短期內會轉向；K線跌至0時通常會出現反彈至20～50之間，短期內應回落至零附近，然後市勢才開始反彈；如果K線升至100，情況則剛好相反。

3、RSI（相對強弱指標）

RSI通常採用某一時期內收盤指數的結果作為計算對象，來反映這一時期內多空力量的強弱對比。

應用法則（從4個方面考慮）：

（1）RSI取值大小

（2）兩條或多條RSI曲線的聯合使用：

短期RSI＞長期RSI，屬多頭市場；短期RSI＜長期RSI，屬空頭市場。

（3）RSI的曲線形狀

（4）RSI與股價的背離：頂背離（RSI處於高位，並形成一峰比一峰低的兩個峰，此時，股價卻對應一峰比一峰高）是比較強烈的賣出信號。底背離（RSI在低位形成兩個底部抬高的谷底，而股價還在下降）是可以買入的信號。

4、BIAS（乖離率指標）

測算股價與移動平均線偏離程度的指標。基本原理：如果股價偏離移動平均線太遠，不管是在移動平均線上方或下方，都有向平均線回歸的要求。

應用法則（從3個方面考慮）：

（1）BIAS的取值大小和正負：正的乖離率愈大，表示短期多頭的獲利愈大，獲利回吐的可能性愈高；負的乖離率愈大，則空頭回補的可能性也愈高。實際應用中，可預設一分界線（參考因素：BIAS參數、所選擇股票的性質、分析時所處的時期）

（經驗）遇到由於突發利多或利空消息而暴漲暴跌時，可參考的數據分界線：

綜合指數：BIAS（10）＞30%為拋出時機，BIAS（10）＜－10%為買入時機；

對於個股：BIAS（10）＞35%為拋出時機，BIAS（10）＜－15%為買入時機。

（2）BIAS的曲線形狀：適用形態學和切線理論，主要是頂背離和底背離原理。

（3）兩條BIAS線結合：短期BIAS在高位下穿長期BIAS時是賣出信號；短期BIAS在低位上穿長期BIAS時是買入信號。

三、人氣型指標

1、PSY（心理線指標）

應用法則：

① PSY取值在25～75，說明多空雙方基本處於平衡狀態。如果PSY取值超出這個平衡狀態，則是超賣或超買。

② PSY取值過高或過低，都是行動的信號。一般說來，如果PSY＜10或PSY＞90兩種極端情況出現，是強烈的買入和賣出信號。

③ PSY取值第一次進入採取行動區域時，往往容易出錯。一般要求PSY進入高位或低位兩次以上才能採取行動。

④ PSY曲線如果在低位或高位出現大W底或M頭，也是買入或賣出的行動信號。

⑤ PSY線一般可同股價曲線配合使用，這時，背離原則也同樣適用。

心理線顯示的買賣信號為事後現象，運用有局限性。

2、OBV（能量潮指標）

理論基礎：市場價格的有效變動必須有成交量配合，量是價的先行指標。

應用法則：

① OBV不能單獨使用，必須與股價曲線結合使用才能發揮作用。

② OBV曲線變化對當前股價變化趨勢的確認：

股價上升（下降），而OBV也相應上升（下降），則可確認當前上升（下降）趨勢

股價上升（下降），但OBV並未相應上升（下降），出現背離現象，則對目前上升（下降）趨勢的認定程度要大打折扣。

③ 形態學和切線理論同樣適用於OBV曲線。

④ 股價進入盤整區後，OBV曲線會率先顯露出脫離盤整的信號，向上或向下突破，且成功率較大。

OBV線是預測股市短期波動的重要指標，利用OBV可驗證當前股價走勢的可靠性，並可以得到趨勢可能反轉的信號。

四、大勢型指標

1、ADL（騰落指數）

ADL以股票每天上漲或下跌的家數作為觀察對象，通過簡單算術加減來比較每日上漲股票和下跌股票家數的累積情況，形成升跌曲線，並與綜合指數相互對比，對大勢的未來進行預測。

應用法則：

① ADL的應用重在相對走勢，而不看重取值大小。與OBV相似。

② ADL不能單獨使用，要同股價曲線聯合使用才能顯示出作用。

ADL與股價同步上升（下降），創新高（低），則可驗證大勢的上升（下降）趨勢，短期內反轉可能性不大。

ADL連續上漲（下跌）了很長時間（一般是3天），而指數卻向相反方向下跌（上升）了很長時間，這是買進（賣出）信號，至少有反彈存在。

在指數進入高位（低位）時，ADL並沒有同步行動，而是開始走平或下降（上升），這是趨勢進入尾聲的信號。

ADL保持上升（下降）趨勢，指數卻在中途發生轉折，但很快又恢復原有趨勢，並創新高（低），這是買進（賣出）信號，是後市多方（空方）力量強盛的標志。

③ 形態學和切線理論也適用。

④ 經驗證明，ADL對多頭市場的應用比對空頭市場的應用效果好。

2、ADR（漲跌比指標）

ADR是根據股票的上漲家數和下跌家數的比值，推斷證券市場多空雙方力量的對比，進而判斷出證券市場的實際情況。

應用法則：

（1）ADR的取值：

ADR在0.5～1.5之間是常態情況，多空雙方處於均衡狀態。極端特殊情況下，如出現突發利多、利空消息引起股市暴漲暴跌時，ADR常態的上限可修正為1.9，下限修正為0.4。超過ADR常態狀況的上下限，就是採取行動的信號。

（2）ADR可與綜合指數配合使用，應用法則與ADL相同，也有一致與背離兩種情況。

（3）ADR曲線的形態：

ADR從低向高超過0.5，並在0.5上下來回移動幾次，是空頭進入末期的信號。ADR從高向低下降到0.75之下，是短期反彈的信號。

ADR先下降到常態狀況的下限，但不久就上升並接近常態狀況的上限，則說明多頭已具有足夠的力量將綜合指數拉上一個台階。

（4）大勢短期回檔或反彈方面，ADR有先行示警作用。若股價指數與ADR成背離現象，則大勢即將反轉。

3、OBOS（超買超賣指標）

運用上漲和下跌的股票家數的差距對大勢進行分析。

應用法則：

（1）OBOS取值在0附近變化時，市場處於盤整時期；OBOS為正數時，市場處於上漲行情；OBOS為負數時，市場處於下跌行情。

OBOS達到一定正數值時，大勢處於超買階段，可擇機賣出；OBOS達到一定負數時，大勢超賣，%B

㈤ 對一個未知物進行定性分析的依據是什麼常用的方法有哪些

未知物定性分析方法：
多種試驗技術可以用來幫助失效分析師確定失效原因。失效分析師根據專業知識，聯合運用各種實驗技術分析斷裂源處的失效起因、材料異常、操作損害。為避免爭論，通常有必要使用現代試驗工具，尋找支持簡單試驗得出結果的進一步的證據。失效分析師的才能在於選擇正確類型的測試和檢查，開展這些測試和檢查的順序也很重要。
1、視覺檢查
視覺檢查是失效分析的第一步，也是很重要的一步。有經驗的人員憑借肉眼仔細檢查失效零部件的缺陷可以得到大量信息。可能通過研究斷口表面首選大概確定失效類型（塑性、脆性、疲勞等等），也有可能通過研究斷口形貌定位裂紋起源位置。
檢查斷口起源和縱剖面組織會提供引起裂紋萌生的異常或損傷的線索，常用體視顯微鏡和放大鏡協助肉眼尋找細節線索。
2、無損檢測
對失效部件進行無損檢測，並結合未使用的部件的檢測結果，可以提供缺陷類型信息、從部件生產階段上遺留下來的缺陷和服役期間缺陷的產生。滲透檢測、射線檢測、超聲檢測是提供這些信息的有效技術。無損檢測的目的是分析一些跡象，並且區分主要缺陷與二次損傷。若需要，殘余應力測量也會給出有用的信息。
3、斷口分析
掃描電子顯微鏡（SEM），由於具有大的景深和解析度，因此是失效分析的重要工具並且被譽為失效分析師的眼睛。通過SME進行斷口檢查，失效模式、裂紋起源、引起失效的異常等等可以准確定義。在部件自由表面產生的缺陷，由於SEM具有高的景深，裂紋起源處和斷裂特徵可以同時檢查以確定損傷類型和裂紋萌生處的異常。
4、顯微分析
能譜分析設備，作為所有現代SEM可用的附件，可以用來分析失效件的材料成分，以確定可能在起源處出現的雜質、渣坑、腐蝕產物、外來沉積等物質的組成元素。在粗糙表面產生的分析信息應小心使用，根據EDS產生的成分信息的分析特點，如波譜分析（WDS）的互補技術可以用來分析EDS能譜中能級重合的元素，如含鉬合金中的硫。電子探針（EPMA）是定量分析微觀結構特徵的極有用的技術。電子探針產生的感興趣位置的X射線圖像，如渣坑、腐蝕產物、氧化物等等，為定義感興趣特徵區域的源或機理的信息。俄歇電子譜（AES）是一項極好的技術，用於原位定義斷口試樣上的脆性特徵。由磷、錫、砷、銻在原奧氏體晶界偏析引起的回火脆性和由硫在原奧氏體晶界處析出的脆性硫化物，是非常多可以用AES明顯識別的情況中的兩種。
5、化學分析
在材料成分與規定有一定程度偏差是主要失效原因的情況下，有必要精確確定失效組分的組成。有很多基於原子吸收和發射原理的分析方法都可以用於元素含量的估測，在含量為百分之幾十至十億分之幾的范圍內。
X射線熒光譜分析方法（XRF）用於工廠分析而控制熔體成分和原材料分析，因為這種方法容易同時分析一個固體樣品上的大量元素。原子吸收光譜和它的現代變種廣泛用於精確測試，特別是對於痕量元素的分析。氫、氧、氮通過真空和惰性氣體熔融技術，碳和硫通過燃燒方法。
6、微觀組織檢測
失效件的微觀組織提供了有價值的信息。眾所周知微觀組織決定了力學性能以及金屬材料的斷裂行為，這又與成分、熱處理過程相關。通過仔細研究微觀結構，可能找到成分設計、工藝、熱處理的缺點。微觀結構損害在很多情況下不是非常明顯，因此一個失效分析師必須受訓以確定他們。晶界薄膜和孔洞、不合適的第二相分布、脆性相的存在、表面損傷（由氧化、腐蝕、磨損和侵蝕）、非金屬夾雜、縮孔等等，是可以較容易通過金相檢查確定的缺陷中的一些。有時，可能有必要通過一些材料特定的測試，尋找所觀察到不正常微觀組織的支持和確定性的證據。失效分析過程中產生的一些情況，光學顯微鏡的解析度和放大倍數不適合檢查特別細小的微觀組織細節。例如，殘余奧氏體在板條邊界處轉化為碳化物引起時效馬氏體脆性，或鎳基高溫合金渦輪葉片析出的γ′相在高的工作溫度暴露，這些情況的學習有必要使用高解析度技術例如透射電子顯微鏡（TEM）。SEM也可以用於研究細小的微觀組織特徵，當感興趣區域的對比度可以通過背散射電子圖像獲取或者深腐蝕技術。
7、機械測試
盡管機械測試很少被當做失效分析過程中的一個需求，但特定的測試仍是有必要的，它可以用於產生支持案例失效分析的一些數據。硬度測量，操作簡單並且對制樣要求最低，可以提供因微觀結構變化引起的性能變化的信息。感興趣的微觀結構特徵處測量微觀硬度對於失效分析是及其有用的。
8、實驗數據的分析和解釋
失效分析的最關鍵步驟是對使用各種實驗技術產生的數據的解釋。有必要(a)列出產生的所有數據，(b)基於科學原則分析數據，(c)在證據或確認實驗的基礎上消除貌似矛盾的原因，(d)考慮斷裂模式的所有可能原因，(e)最終確認最可能的失效原因。一旦確認了失效原因，特定的補救方法也就比較明顯，最合理的補救方法應被設計者、製造者和用戶採用。

㈥ SEM和EPMA實驗可以直接得到哪些信息

SEM是
掃描電子顯微鏡
，主要用於電子顯微成像，接配電子顯微分析附件，可做相應的特徵分析，
最常用的是聚焦
電子束
和樣品相互作用區發射出的元素特徵
X-射線
，可用EDS或者WDS進行探測分析，獲得微區（作用區）元素成分信息，而EDS或者WDS這類電子顯微分析附件卻來源於EPMA。
SEM就是一個電子顯微分析平台，分析附件可根據用戶需要來選配，有需要這個的，有需要那個的，因此
掃描電鏡
結構種類具有多樣性，從tiny、small、little
style，to
middle、large、huge
style.

就EDS或WDS分析技術來講，在SEM上使用，基本上使用無
標樣
分析，獲得很粗糙的
半定量
結果。
而EPMA在SEM商品化10年前，就已經開始實用了，其主要目的，就是要精確獲得微米尺度晶粒或顆粒的成分信息.
主要分析手段是WDS，一般配置4個WDS，基於此，EPMA結構比較單一，各品牌型號結構差距不大。EMPA追求電子顯微分析結果精準，因此
電子光學
設計不追求高分辨，電子顯微分析對匯聚束的要求相匹配即可。
早期EPMA成像手段主要採用同軸
光學顯微鏡
，然後移動樣品台或移動匯聚電子束，找到感興趣區，當前依然保留同軸光鏡，用來校準WD。EMPA對電子光學系統工作條件的穩定性要求超過SEM很多很多，控制系統增加了一些
負反饋
機制，確保分析條件和標樣分析保持很小的誤差。

㈦ 化學成分分析

彩色寶石化學成分復雜,微量元素種類多,對多數不具明顯內部包體及生長特徵的樣品,其微量元素含量及其組合特徵是產地鑒別最主要的「指紋性」特徵。現階段主要使用的無損及微損的元素分析方法有X射線熒光能譜儀(EDXRF)、激光燒蝕電感耦合質譜儀(LA-ICP-MS)、電子探針(EPMA)和二次離子質譜儀(SIMS)。各種方法儀器在性能、檢出限等方面對樣品的要求都不一樣。其中,二次離子質譜儀為高集成、高精度的超大型儀器,除能對樣品中的微量元素進行定量測試外,還能對樣品的部分同位素組成進行定量測試。

(一)X射線熒光能譜儀(EDXRF)

X射線熒光能譜儀(圖2-14)在珠寶玉石鑒定,特別是對樣品的主要化學成分及微量元素的定性和半定量測試方面均有廣泛應用,是眾多化學成分分析儀器中少有的完全無損的分析儀器。

X射線熒光能譜儀由激發源(X射線管)和探測系統構成。X射線管產生入射X射線(一次X射線)激發被測樣品,受激發的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線,並且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性,探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量,然後,儀器軟體將探測系統所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。

圖2-17 尖晶石中Cr、Fe含量分布相圖

圖2-18 不同產地天然變石中兩種主要致色微量元素w(Fe₂O₃)/w(Cr₂O₃)二元系相圖

(三)電子探針(EPMA)

電子探針可以定量或定性地分析物質的化學成分、表面形貌及結構特徵,是一種有效、無損的化學成分分析方法。其基本原理是用聚焦很細的電子束照射所檢測樣品的表面,激發組成礦物元素的特徵X射線。用分光器或檢波器測定X射線熒光的波長,將其強度與標准樣品對比,或根據不同強度校正直接計數出組分含量。由於電子束照射面積很小,因而相應的X射線特徵譜線可反映出該微小區域內的元素種類及其含量。

為了便於選擇和確定分析點,電子探針的鏡筒內裝有與電子束同軸的光學顯微鏡觀察系統,以確保分析位置。目前電子探針可以檢測到絕大多數元素,包括以前不能檢測的輕量元素,這種微區定量的檢測手段在彩色寶石產地鑒定方面發揮著重要作用。但由於樣品製作有時需要磨製特定的探針片,且需要鍍導電膜,故其主要應用於珠寶玉石研究中,在實際的珠寶玉石鑒定方面使用較少。

(四)激光誘導擊穿光譜儀(LBS)

激光誘導擊穿光譜儀(LIBS)應用的是一種光譜探測技術。其基本原理為用高能激光產生的能量脈沖燒蝕樣品表面的微區,處於高溫下的燒蝕樣品的原子和離子均處於活躍性極強的激發態,因此會釋放特定波長的光譜,通過用高靈敏度的光學光譜儀收集燒蝕樣品表面的光譜,根據光譜測量得出樣品中的化學元素組成。21世紀初,當市場上出現鈹擴散處理的橙色藍寶石時,由於常規的X射線熒光光譜儀不能檢測出Be元素,而能檢測出Be元素的儀器,如激光燒蝕等離子體質譜儀和二次離子質譜儀太昂貴,瑞士寶石研究所研發了用於珠寶玉石鑒定用的LIBS儀器。

激光誘導擊穿光譜儀相對於其他測試Be元素的方法(如激光燒蝕等離子質譜儀LA-ICP-MS和次級離子質譜SIMS)而言,具有易於操作、體積較小等優越性。由於此儀器要用高能的激光器和CCD光譜儀,故價格比較昂貴,但其壽命較長,耐消耗,且靈敏度高,可以測試出很低含量的鈹,同時幾乎可以分析所有的化學元素,並且可根據譜峰的高低來對其含量進行比較,在珠寶玉石的鑒定、檢測和研究中發揮著越來越重要的作用。

該儀器的缺點是只能定性分析樣品的元素組成,無法實現其定量化。對寶玉石而言,LIBS技術仍是一種有損分析,會在其表面形成微小的熔坑,故應在可激發范圍內盡量降低激光能量,利用環境氣體來降低檢測限及提高譜線強度,以減少損耗。

(五)二次離子質譜儀(SIMS)

二次離子質譜儀(SIMS)採用質譜技術,利用離子束把待分析的材料從表面濺射出來,通過分析表面原子層以確定樣品表面元素組成和分子結構,其特點是高靈敏度和高解析度。

二次離子質譜儀的化學元素分析范圍很廣,由最小的氫至原子量很大的元素均可檢測,其高靈敏度體現在它可以檢測含量十億分之幾的微量元素(即檢測極可達10^-9)。二次離子質譜儀不但可作表面及整體的元素分析,又可直接作影像觀察,其靈敏度及解析能力甚高。但是,SIMS要求一定的制樣和儀器准備時間,分析成本相對於LA-ICP-MS尤其是LIBS來說要高。此外,如果經過了精確校準,SIMS也可以確定固體物質中的主要和次要同位素組成。到目前為止,SIMS在寶石學上的應用主要是彩色寶石的產地特徵研究。

㈧ 微區原位多元素分析

90.2.1.1 外標-內標結合校準法

LA-ICP-MS分析最常用的校準方法是外標-內標結合校準法。在LA-ICP-MS進行固體試樣的激光剝蝕采樣過程中，因試樣材質(緻密程度、硬度、透明度等)及成分組成等的差異對剝蝕效率可能的影響，以及分析物質傳輸過程等造成的進入ICP的物質量的變化，基體效應比溶液法更嚴重，可能造成標准和不同試樣之間(特別是人工合成標准與天然岩石礦物之間)分析行為的較大差異，因而更需要在用標准物質校準的基礎上，用內標技術進行補償校正。

內外標結合進行定量的基本公式為:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:w為標准物質或試樣中元素的質量分數;I為標准物質或試樣中元素的測定強度，一般以計數率表示，s^-1;上角標sam代表未知試樣;上角標std代表校準標准(外標);下角標u代表被測元素;下角標i為內標元素。

式中的I均為測定強度值，標准物質中待測定元素和內標元素的質量分數均為已知，需要知道的數據為試樣中內標元素的質量分數w_i^sam。

由於固體試樣分析難於定量加入內標元素，一般在試樣中選擇固有元素作為內標，這就要求預先採用其他微區分析技術如電子探針(EPMA)測定內標元素含量，或對已知基體試樣根據化學計量學推算所選內標元素的含量。

應用范圍:均勻試樣(如熔融法制備的樣片或超細粉末壓制的樣片)，或存在適當均勻分布的內標元素(多為基體元素)的試樣。

常用標准物質為人工合成玻璃NIST610、612系列，或天然硅酸鹽岩石熔融玻璃標准物質。

方法的局限性:對於元素非均勻分布的試樣(如某些具有環帶結構的礦物試樣)的微區原位分析中，如果找不到均勻分布的內標元素，就需要先用EPMA對每一待分析點位的內標元素進行定量測定，並在其後的LA-ICP-MS分析中保證與EPMA一致的點位，這無疑增加了分析難度和分析成本。

90.2.1.2 外標-基體歸一校準法

方法提要

外標-基體歸一校準法的基本步驟為:先用簡單外標法測得試樣中盡可能全的主、次、痕量元素含量，以氧化物加和後進行100%歸一，得到靈敏度校正系數，對所有元素的測定結果進行修正。修正結果的可靠性在很大程度上取決於測定元素是否「完全」。在LA-ICP-MS微區原位分析中，應用基體歸一校準法的最大優點是可以避免預先用其他微區分析技術對未知試樣中的內標元素進行定量。適用於微小顆粒試樣(幾十至一百微米左右)及非均勻試樣的微區原位元素測定。可測定50多個主、次、痕量元素。

方法原理

在實際硅酸鹽全分析中，主、次量元素Na₂O、MgO、Al₂O₃、SiO₂、P₂O₅、SO₃、K₂O、CaO、TiO₂、MnO、TFe₂O₃、H₂O⁺、CO₂加和一般可以達到99%以上。對於大多數硅酸鹽試樣，SO₃、H₂O⁺和CO₂之和少於5%。那麼，如果測定了盡可能全的主、次量元素，應有:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:w為質量分數，%;I為測定信號強度，以計數s^-1表示;n為被測元素個數;u_j為表示第j個被測元素;k_u為被測元素的相對靈敏度系數(各個標准和未知試樣中各元素之間的相對靈敏度保持不變)，由標樣求出:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

上角標sam表示未知試樣，std表示校準標准;下角標1為第一個標准物質，m為第m個標准物質;u為被測元素;i為內標元素。

由式(90.2)即可得到被測各元素的含量。

歸一定量技術的優勢在於，無需預先採用其他微區分析技術測定未知試樣中內標元素的含量。對於具有環帶機構試樣的元素空間分布分析，這一優勢表現得尤為明顯。其缺陷在於僅適合於基體相對簡單的一些硅酸鹽類試樣(不含或含少量SO₃、H₂O⁺、CO₂、F^-、Cl^-等)的分析測定，測定結果的可靠性在很大程度上取決於測定元素是否完全。另外，在分析測定之前，需要了解試樣中高含量的變價元素(如Fe)的價態，任何一個主量元素分析出現偏差都會顯著影響其他所有被測定元素的分析結果。歸一定量技術要求測定盡可能全的主、次、痕量元素，而在實際的分析測試中很難找到一個標准物質能夠含有適當量的所有被測定元素。為了提高分析測定的准確度，需要採用多個外標物質進行校準。

在採用多個標准物質對同一試樣的不同元素進行歸一化校準時，不同標准物質必須選用相同的內標元素，即式(90.3)中的i表示同一元素，如在本法中用NIST612校準時選用Si做內標，那麼在用KL2-G標准物質時，也必須選用Si做內標。

儀器及裝置

電感耦合等離子體質譜儀(ElementII型)該儀器為扇形磁場高分辨高靈敏ICP-MS，它採用磁、電結合的掃描方式，提高了掃描速度，解決了磁質譜掃描速度慢的缺陷。另外，當檢測計數>5.0×10⁶s^-1時，檢測器將由脈沖計數模式自動轉換為模擬信號模式並自動進行兩種模式之間的校準。該功能使得在進行激光原位微區分析時，可以同時准確測定復雜地質試樣中的主、次、痕量元素，也使得採用外標結合歸一校正技術成為可能。

激光剝蝕系統Nd-YAG213nm固體激光器，輸出波長213nm的深紫外激光。

標准物質和校準

人工合成玻璃標准物質NIST612(美國)。

天然硅酸鹽熔融玻璃標准物質KL2-G(德國)或其他天然熔融玻璃標准物質。

主要採用人工合成玻璃標准物質NIST612作外標進行校準。NIST612中Mg、K、Cr、Mn、Fe等元素的含量較低，空白信號較高，會使根據該標准測得的這些主量元素進行的歸一處理產生較大誤差。因此，這幾個元素均採用天然硅酸鹽熔融玻璃標准物質KL2-G作為外標進行校準。

NIST612、KL2-G與待測試樣的測定條件完全一致，以保證它們之間的相對靈敏度相等。

分析步驟

試樣處理。顆粒狀樣品用環氧樹脂固定，表面拋光。塊狀試樣切割為長約30mm，寬約15mm，厚約1mm的薄片，用環氧樹脂將薄片固定到載玻片上，然後拋光。測試前要用酒精棉球將試樣表面擦拭乾凈。

ICPMS和激光系統的工作參數見表90.1。

表90.1 LA-ICPMS儀器工作參數

續表

儀器調節。點燃ICP後，穩定15min左右，然後用NIST612對儀器參數進行調節，使⁷Li、¹³⁹La、²³²Th信號達到最強，同時使氧化物產率²³²Th¹⁶O/²³²Th低於0.2%。

ICP-MS測量和數據處理

信號測量與激光點燃同步開始。激光采樣過程中，首先遮擋激光束進行空白計數12s，接著對試樣上的一個點位進行連續剝蝕43s，最後停止剝蝕，用氦氣吹掃清洗進樣系統時繼續計數15s，一個試樣的總分析時間約70s。

為得到較高的靈敏度，採用低分辨模式。在從²³Na至²³⁸U的50餘種元素的質量范圍內，共發生9次磁場變換，磁掃和電掃的總空置時間為0.27s。信號積分時間選擇為峰寬的4%，除Na、K、Si、Zr等主量元素的測量停留時間為4ms外，次痕量元素均為20ms，總測量時間為0.98s，一次全掃描的總時間為1.25s，有效測量時間佔78.4%。在每個試樣的70s分析時間內，總掃描次數為56次，其中空白掃描10次，試樣剝蝕掃描34次，清洗掃描12次。

取10次空白信號平均值作為空白值。在本實驗中，由於試樣中元素分布在垂直方向基本是均勻的，截取34次掃描信號中部的平穩區間(約23次)積分後取平均值，扣除空白值即為凈信號強度。將各元素的凈信號強度值代入式(90.3)和式(90.2)，即可得到所有被分析元素的含量值。以上數據處理利用「MicrosoftExcel」程序可以很方便地完成。

當試樣垂直分布非均勻時，各元素的信號變化可在計算機監控器上實時直觀看到。此種情況下以每次掃描逐點或分小段進行數據處理，即可得到各分析點元素的垂直分布信息(在內標法對照分析中，選擇Si為內標，未知鋯石樣品中SiO₂根據ZrSiO₄理論值計算為32.8%，ATHO-G中SiO₂含量採用推薦值75.6%)。

注意事項

1)應用基體歸一校正法得到的分析結果的准確度主要取決於加和的元素是否完全。C、S、F、Cl等陰離子的測定比較困難，因此當試樣中這類元素或結晶水含量較高時，應用氧化物加和歸一會引起較大誤差。

2)需注意變價元素對氧化物加和的影響，如高鐵和亞鐵的影響。

3)對於一般硅酸鹽類地質試樣，主量元素(造岩元素)Na、Mg、Al、Si、P、K、Ca、Ti、Mn、Fe及Zr等都是較輕元素，用它們的氧化物加和來補償重元素的變化並不理想，但優於常用的單元素內標法(多選擇Ca、Si、Ti等)。

4)ElementII型電感耦合等離子體質譜儀可以進行脈沖計數模式和模擬信號模式的自動轉換並自動進行兩種模式之間的校準，該功能保證了復雜地質試樣中的主、次、痕量元素的同時准確測定，這是歸一法校準的前提。若使用其他類型的質譜儀進行歸一法校準，必須確保脈沖和模擬信號之間的可靠校準。

5)天然鋯石的基本組成是ZrSiO₄，用NIST合成硅酸鹽玻璃外標進行標化，可能因基體效應而對分析結果的准確性有一定影響，基體歸一法可以部分補償這種影響。更可靠的方式是採用天然鋯石標准物質進行標化。由於較通用的天然鋯石標准91500的微量元素定值不充分，且該標准物質已很難得到，有待研製新的具有微量元素可靠定值的鋯石標准物質。用NIST612外標與基體歸一結合得到的分析結果，即使存在一點偏差，但不會影響元素分布模式，而地質研究更看重的常常是元素的分布模式。

6)LA-ICP-MS具備提供岩石礦物微區原位元素含量的三維信息的能力。當激光在一個點位向下剝蝕時，可以得到該點的垂直分布信息。即使基體元素和其他被分析元素在垂直方向都是非均勻的，但只要對每次或數次掃描(sweep)進行逐點基體元素氧化物加和歸一校正，仍可期望得到較可靠的元素垂直分布信息。水平方向的線掃描更可以應用基體歸一法，而無需顧慮內標法中內標元素可能變化的問題。