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XRD技術在地質調查中的應用來源:武漢中地大環境地質研究院    發布日期:2020-07-23    瀏覽量:

X射線衍射法(XRD)是一種常見的結構表征方法,廣泛應用于材料科學、地質、礦物、冶金、陶瓷、建材、電子、土壤、環保、生物、醫藥等領域,在相關的工業、行業中都有重要的應用。

地殼由礦物、巖石組成,對其成分、結構和性質等的分析是礦物學、巖石學的重要研究內容。X射線衍射技術特別是粉晶x射線衍射技術自發明以來就被應用于礦物、巖石研究,廣泛應用于礦物的定性、定量分析。粉晶x射線衍射提供的豐富信息對于了解礦物成因,探討成礦、造巖作用以及礦物巖石的應用研究都具有重要意義。粘土礦物的物相定量分析在地質研究中有著廣泛的應用。一般的化學分析方法只能給出試樣中各種化學元素的含量,很難給出各種物質成分(物相)的含量。特別是對于含有相同元素組合,但是成分不同的試樣,用x射線衍射相定量分析方法測定各物相的含量是一種較好的方法。

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根據巖石樣品巖性及研究目的不同,樣品的處理方法多種類型。

一、半定量(全巖粉末衍射)

半定量測試是礦物分析常用的測試方法,具有樣品用量少、檢測周期短等特點,廣泛用于礦物物相的快速鑒定和相對含量,例如快速獲得樣品中石英含量、粘土礦物總量、白云石有序度等信息。

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方法:取適當樣品(具代表性),將樣品烘干粉磨至200~300目(手搓無顆粒感),取1g粉磨至凹槽玻璃片中,壓片抹平(粉末與玻璃片平齊),上機檢測(40mV、40mA、3-65°),利用XrayRun對數據進行分析。


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優點:1.用量較少,均質樣品1~2g;2.檢測周期短,30min/件;3.費用低。

缺點:1.受礦物結晶程度的影響較大;2.無法獲得混層礦物及混層比等信息;3.不適用于部分粘土礦物的鑒定(混層類礦物)

二、定量(粘土定量分析)

粘土礦物是組成粘土巖和土壤的主要礦物,它們是一些含鋁鎂等為主的含水硅酸鹽礦物,大多具有層狀結構,顆粒細小,而沉積巖及土壤中粘土礦物含量的準確測定,對油氣地質學、土壤學、地球化學等相關學科具有非常重要的意義.如在油氣地質領域,粘土礦物的類型和含量直接影響油氣的""、""、""乃至實際勘探開發.

粘土礦物受成巖作用、沉積作用、風化作用等因素的影響較為敏感,需經過多種前處理工藝和測試進行判讀。通過此方法可較為準確獲得粘土礦物類型(包括混層礦物及混層比)、伊利石結晶度等信息。


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方法:1.研磨(200~300目,5g);2.前處理(去鐵,去有機質,去碳酸鹽);3.提純制片(N、EG、T);4.上機測試(40mV 40mA ,3~30°);5.數據分析,利用XrayRun對數據進行分析。

優點:1.用量少,均質粉末5~10g;2.可準確判讀粘土礦物類型及相對含量。


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