地球科学中的现代分析技术.pptVIP

地质分析的渊源及发展 地质材料是人类社会发展中最重要,最基本的原材料. 地质材料还是“记录器”，“黑匣子”：蕴藏着与天地演化，生物进化及气候环境变化有关的丰富信息． 地质材料种类繁多，成分复杂，几乎涉及到天然存在的所有元素． 含量跨度达10多个数量级． 发展阶段 20世纪60年代以前：以传统的化学方法为主； 20世纪70~80年代：多种仪器分析方法为主； 20世纪90年代以后：XRF,ICP-AES,ICP-MS Geoanalysis新概念 研究范围：固体岩石和矿物，气，液包裹体，软物质，冰芯，生物体，化石，天外物质． 研究目标：主次微量元素组成，结构测定形貌观察，形态，价态，同位素，有机成分． 研究目的和要求：整体分析，微区原位分析，元素微区分布特征，同位素比，年代学． 地质分析发展趋势 微区原位分析成为重要发展方向； 同位素分析成为地质与环境分析的新热点； 智能化，自动化多元素同时分析成为整体分析（主，次，痕量元素）的主要手段； 无污染的“绿色”分析技术成为未来测试技术的发展方向． 整体分析技术（Bulk analysis) 传统的整体分析仍然是地学研究中日常的，主要的，大量的测试任务； 高精度，高准确度，智能化，自动化多元素同时分析技术已成为整体分析方法体系的主流； 主流方法：XRF,ICP-AES,ICP-MS,TRXRF,NAA 智能化的XRF技术—主、次和许多痕量元素的主导方法 应用宽广、灵活的ICP-AES技术 高灵敏度的ICP-MS技术－痕量，超痕量元素及同位素分析技术 全反射XRF(TRXRF)新技术-微量样品的超痕量分析及表面分析技术 三.微区原位分析及元素微区分布特征研究技术 高分辨率、非破坏性电子微束技术 非破坏性X射线及高能粒子微束分析技术 高灵敏度的激光及低能离子微束分析技术—微区痕量元素及同位素分析技术 高灵敏度的激光及低能离子微束分析技术—微区痕量元素及同位素分析技术 四.形貌观察及结构与价态分析技术 常见分析方法的英语缩写 GR:重量法 VOL:容量法 AES:原子发射光谱 AAS:原子吸收光谱 XRF:X射线荧光光谱 ICP-AES:电感耦合等离子体原子发射光谱 ICP-MS:电感耦合等离子体质谱 POL:极谱法 IC:离子色谱 常见分析方法的英语缩写 ISE:离子选择性电极 COL:比色法 ED:能谱 AFS:原子荧光法 GFAAS:石墨炉原子吸收光谱法 GC:气相色谱 HPLC:高效液相色谱 FIRS:红外光谱 LLS:激光拉曼光谱 常见分析方法的英语缩写 NAA:中子活化分析 TEM:透射电镜 EMPA:电子探针分析 SEM:扫描电镜 AEM:分析电镜 SIMS:二次离子质谱 LA-ICP-MS:激光熔蚀电感耦合等离子质谱 SHRIMP:高灵敏度高分辨率离子探针 * * 地球科学中的现代分析技术 因此，地质材料分析不仅是分析化学中最古老的，最广泛的应用领域，而且也是各应用领域中最复杂的任务之一．岩石矿物分析的历史，与分析化学的发展甚至元素发现的历史息息相关．在分析化学的早期发展中，岩石矿物分析长期处于无机分析的前沿．岩矿分析不仅为元素的发现，矿产资源的开发利用和近代工业革命作出贡献，而且也推动了地学的发展，同时也促进了分析技术的进步． X射线荧光（X-Ray Fluorescence spectrometry,XRF)技术是一种应用较早（从20世纪40年代），且至今仍在广泛运用的多元素分析技术。至少在中国，XRF已作出三大贡献： 1.解决了化学性质极为相似、困扰了分析者多年的矿物中Nb和Ta、Zr和Hf及稀土矿物中稀土分量的测定问题； 2.它在20世纪70~80年代解决了地质与无机材料分析中工作量最大、最繁重、最耗时的主、次量组分快速全分析的难题。这是地质分析技术发展中最重要的进展； 3.在20世纪80~90年代大规模地球化学勘探和国际地球化学填图的多元素分析中，XRF又成为其最快速、最经济的主导方法，为高精度、海量地球化学数据的获取作出令地球化学家和分析化学家都注目的贡献。 现在，XRF之所以仍被推崇不仅因为它仍是主、次量元素分析精度、准确度和自动化程度最高的多元素分析方法，还由于它是一种环境友好的“洁净”分析技术，这在众多的现代多元素分析技术中也是独树一帜的。因此，在今后相当长的时间内XRF仍将是多种材料主、次量和许多痕量组分的主导分析手段。 ICP-AES技术的引入从根本上改变了地质分析的格局，使多元素分析技术成了地质分析方法体系的主体。它的最大贡献是最早解决了地质分析中的另一重大难题—单个痕量稀土元素的测定问题，成为当今地质分析中分析元素范围最广、含量跨度最大的多元素同时分析方法，从而使在地质分析中称雄多年的原子吸收和中子活化等痕量元