1、赵志丹岩石地球化学分类测试评价课件（优选）赵志丹岩石地球化学分类测试评价课件常用元素的分类（按照含量和放射性特征）常用元素的分类（按照含量和放射性特征）主量元素（主量元素（major elements）岩石中占绝对多含量的，岩石中占绝对多含量的，0.1%微量元素微量元素（痕量元素，（痕量元素，trace elements)岩石中含量岩石中含量500 C，才逸出，才逸出吸附水吸附水矿物裂隙和缺陷中水，不进入晶格，不写入矿物矿物裂隙和缺陷中水，不进入晶格，不写入矿物的化学式，的化学式，T100 C，可以逸出。，可以逸出。进行主量元素分析时，用进行主量元素分析时，用XRF方法，先烘干样品，之后进方法
2、，先烘干样品，之后进行灼烧，到行灼烧，到T1000 C，再称重。，再称重。胶体水为特殊的吸附水，需写入化学式。胶体水为特殊的吸附水，需写入化学式。回顾：矿物中水的赋存状态回顾：矿物中水的赋存状态Primary ion source轻稳定同位素C、H、O、S，可进行同位素比值和同位素稀释分析;Akerlof(Economics)2000 Daniel L.用ppm(g/g,106),ppb(ng/g,109)表示，第三节、测试数据质量控制与评价第三节、测试数据质量控制与评价(常量,微量,同位素)原子（atom）原子核核外电子岩石中水的存在方式与释放温度The 1997 Nobel Prize i
3、n Physics测定元素含量范围宽,可以同时测定样品中的常量元素(含量0.Primary ion source荧光光谱的激励源是光源,是二次发光,分为2种,一种是原子荧光分析(基于原子外层电子能级跃迁)和X射线荧光光谱分析(基于原子内层电子能级跃迁).(常量,微量,同位素)目前用Ar等离子体，Ar原子流被加热，形成高温的火焰。一、主量元素一、主量元素4.烧失量与烧增量烧失量与烧增量岩石样品岩石样品(称重称重m1)灼烧到灼烧到1100 C (再称重再称重m2)出现出现2种情况：种情况：m2m1烧增量，烧增量，FeO Fe2O3烧失量烧失量LOIloss on ignition化学方法化学方法可
4、以给出可以给出H2O，CO2XRF方法方法统一用统一用LOI表示，不再仔细区分表示，不再仔细区分4 FeO+O2=2 Fe2O3一、主量元素一、主量元素5.岩浆岩的主量元素变化，岩浆岩的主量元素变化，矿物与主量元素的对应关系矿物与主量元素的对应关系各类岩浆岩中主要造岩矿物种类的变化规律各类岩浆岩中主要造岩矿物种类的变化规律 6.主量元素分析方法主量元素分析方法 湿化学法湿化学法 XRF法法(见后边仪器分析方法部分见后边仪器分析方法部分)第一节、岩石地球化学数据分类第一节、岩石地球化学数据分类 (常量常量,微量微量,同位素同位素)第二节、常用测试方法介绍第二节、常用测试方法介绍 (常量常量,微量
5、微量,同位素同位素)第三节、测试数据质量控制与评价第三节、测试数据质量控制与评价第二章、岩石地球化学数据分类、第二章、岩石地球化学数据分类、测试方法与质量评价测试方法与质量评价举例:西北大学教育部大陆动力学重点开放实验室元素分析的标样目前国际上研制标准参考物质比较著名的有：（按照含量和放射性特征）(2)样品制备第三节、测试数据质量控制与评价例如大离子亲石元素K,Rb,Cs,Sr,Ba第三节、测试数据质量控制与评价原子（atom）原子核核外电子University of California,Berkeley二、仪器分析方法分类和基本原理XRF是一种非破坏性的测试技术。法国岩石和地球化学研究中心
6、(CRPG)，与环境条件有关，可以指示温度等。(常量,微量,同位素)仪器分析准确度与精密度的示意图见样品检测报告Excel 文件被离子化的试样在电场、磁场的作用下，按其质荷比(m/z)相互分开，形成按质荷比顺序排列的图谱质谱图。(常量,微量,同位素)分析文献上通常只给出某方法检出限，而不给出该方法的检测下限，而检测下限正是地球化学工作者所关心的，即分析方法能否达到工作区的元素背景值要求。元素命名来历元素命名来历:93 NeptuneNeptunium94 PlutoPlutonium95 AmericaAmericium96 CurieCurium(Pierre and Marie Curie
7、)97 BerkeleyBerkelium98 CaliforniaCalifornium99 Albert EinsteinEinsteinium100 Enrico FermiFermium101 Dmitri MendeleyevMendelevium102 Alfred NobelNobelium103 Ernest LawrenceLawrencium(LBNL,Lawrence Berkeley National Lab)106 Glenn T.Seaborg(191299），），seaborgiumGlenn T.Seaborg发现发现10个元素个元素(191299)Nobel
8、laureate Glenn T.Seaborg(1912-99),one of the great chemists of the 20th century,he co-discovered plutonium-238 and-239 plus nine other elements beyond uranium in the periodic table,including element 106,seaborgium.University of California,Berkeley化学元素化学元素Berkelium，97号，号，Bk它有它有9个同位素，个同位素，发现于发现于1949年，
9、由年，由UCB的的G.T.Seaborg（1951年诺贝尔化学奖）年诺贝尔化学奖）,S.G.Thompson和和 Albert Ghiorso 3个人发现个人发现,他们用他们用alpha粒子轰击粒子轰击Americium241产生产生.发现于发现于BerkeleyBerkeley的化学元素的化学元素纯的纯的Berkelium金属是金属是B B Cunningham和和S G Thompson 1958年才分离得年才分离得到。到。化学元素化学元素Americium,95号，符号号，符号Am，发现于发现于1944年，由年，由G T Seaborg,R A James,L O Morgan,and
10、Albert Ghiorso 4个人发现个人发现,他们用中子轰击他们用中子轰击Plutonium239,产生产生Plutonium241，它衰变之后变为，它衰变之后变为Americium241.发现于Berkeley的化学元素启示：如果中国人发现一个新的元素，一定启示：如果中国人发现一个新的元素，一定命名为：命名为：China+ium=Chinium,China+ium=Chinium,符号符号CnCn美国伯克利加州大学美国伯克利加州大学同位素地球化学中心同位素地球化学中心Current Faculty Nobel Laureates2006 George F Smoot(Physics)20
11、01 George A.Akerlof(Economics)2000 Daniel L.McFadden(Economics)1997 Steven Chu(Physics)1986 Yuan T.Lee(Chemistry)1964 Charles H.Townes(Physics)1960 Donald A.Glaser(Physics)Faculty Nobel Laureates deceased or no longer at UC Berkeley 1994 John C.Harsanyi(Economics)1983 Gerard Debreu(Economics)1980 Cz
12、eslaw Milosz(Literature)1968 Luis Alvarez(Physics)1961 Melvin Calvin(Chemistry)1959 Owen Chamberlain(Physics)1959 Emilio G.Segre(Physics)1951 Edwin M.McMillan(Chemistry)1951 Glenn T.Seaborg(Chemistry)1949 William F.Giauque(Chemistry)1946 John H.Northrop(Chemistry)1946 Wendell M.Stanley(Chemistry)193
13、9 Ernest O.Lawrence(Physics)诺贝尔获奖者：在诺贝尔获奖者：在BerkeleyBerkeley的的2020位，另外校友位，另外校友2424位位Golden gate bridgeSteve Chu,Sixth Director of Lawrence Berkeley National Laboratory.The 1997 Nobel Prize in PhysicsLawrence Berkeley National Laboratory第三节、测试数据质量控制与评价元素命名来历:93 NeptuneNeptunium94 PlutoPlutonium95 Ame
14、ricaAmericium96 CurieCurium(Pierre and Marie Curie)97 BerkeleyBerkelium98 CaliforniaCalifornium99 Albert EinsteinEinsteinium100 Enrico FermiFermium101 Dmitri MendeleyevMendelevium102 Alfred NobelNobelium103 Ernest LawrenceLawrencium(LBNL,Lawrence Berkeley National Lab)106 Glenn T.块状样品、粉末或液体样都可以送人仪器测
15、定。我国是稀土大国内蒙古包头市白云鄂博矿各类岩浆岩中主要造岩矿物种类的变化规律40年代末，美国地质调查所与麻省理工学院地质系合作制备了G-1(花岗岩)及W-1(辉绿岩)标准样。微量元素 XRF,ICP-MS，胶体水为特殊的吸附水，需写入化学式。测试方法与质量评价用ppm(g/g,106),ppb(ng/g,109)表示，第三节、测试数据质量控制与评价第三节、测试数据质量控制与评价第二章、岩石地球化学数据分类、稳定同位素（stable isotopes）瑞士：ARL 9800 系列X射线荧光光谱仪第三节、测试数据质量控制与评价lgc=lg lg Cs0.目前用Ar等离子体，Ar原子流被加热，形成
16、高温的火焰。岩石中占绝对多含量的，0.举例：西藏钾质和超钾质岩石的REE特征Golden gate bridge朱棣文（Steven Chu）生于生于1948年。年。1976年获伯克利加州大学年获伯克利加州大学博士学位。博士学位。1978年至年至1987年在贝尔实验年在贝尔实验室任研究员。室任研究员。1987年以后在斯坦福大学年以后在斯坦福大学任教授。著名实验及理论物理学家。多任教授。著名实验及理论物理学家。多年从事量子光学的研究工作，由于开创年从事量子光学的研究工作，由于开创和发展了用激光冷却和捕陷原子的方法，和发展了用激光冷却和捕陷原子的方法，与与C.CohenTannoudji和和W.D
17、.Phillips一一起获得起获得1997年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。李远哲（Yuan Tseh Lee）1936年生于台湾新竹。年生于台湾新竹。1959年毕业于台湾大学，年毕业于台湾大学，1961年获得新竹清华大学硕士学位，年获得新竹清华大学硕士学位，1965年获年获得美国加州大学伯克利分校博士学位。此后在得美国加州大学伯克利分校博士学位。此后在加州大学伯克利分校、哈佛大学、芝加哥大学加州大学伯克利分校、哈佛大学、芝加哥大学做研究工作，做研究工作，1974年成为加州大学伯克利分校年成为加州大学伯克利分校教授。著名实验及理论化学家。他利用交叉分教授。著名实验及理论化学家。他利用交叉分子
18、束装置研究了许多化学反应以及光化学过程子束装置研究了许多化学反应以及光化学过程的动力学。由于他的动力学。由于他对于了解化学基本过程的动对于了解化学基本过程的动力学贡献力学贡献，他和，他和Dudley R.Herschbach、John C.Polanyi一起获得了一起获得了1986年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。丘成桐（ShingTung Yau）19491949年生于广东蕉岭。年生于广东蕉岭。19731973年毕业于香港中文年毕业于香港中文大学，大学，19751975年获美国加州大学伯克利分校数学博年获美国加州大学伯克利分校数学博士学位。士学位。19781978年起任斯坦福大学讲座教授，现任
19、年起任斯坦福大学讲座教授，现任哈佛大学讲座教授。清华大学名誉教授。世界著哈佛大学讲座教授。清华大学名誉教授。世界著名数学家。他借用物理观念，结合拓朴学和超弦名数学家。他借用物理观念，结合拓朴学和超弦理论两种不同的研究方法，解决了数学领域中许理论两种不同的研究方法，解决了数学领域中许多悬而未决的问题，对几何、代数、拓扑等多方多悬而未决的问题，对几何、代数、拓扑等多方面的数学研究产生了重大影响。面的数学研究产生了重大影响。19821982年获得年获得“菲菲尔兹奖尔兹奖”（被称为数学界的诺贝尔奖（被称为数学界的诺贝尔奖），是获），是获得这个奖项的第一位华裔数学家。得这个奖项的第一位华裔数学家。南开大
20、学和美国加州大学伯克利分校教授陈省身（陈省身（Shiing-Shen Chern）19351935年年7 7月出生于湖北省武汉市，月出生于湖北省武汉市，19551955年毕业于台湾大学，年毕业于台湾大学，19571957年获美国路易威尔大学机械工程年获美国路易威尔大学机械工程硕士学位，硕士学位，19591959年获普林斯顿大年获普林斯顿大学机械工程博士学位，学机械工程博士学位，19661966年以年以来，历任美国伯克里加州大学机来，历任美国伯克里加州大学机械系助理教授、副教授、教授、械系助理教授、副教授、教授、系主任、副校长、执行副校长。系主任、副校长、执行副校长。19901990年年7 7月
21、到月到19971997年年7 7月出任校月出任校长，是全美著名学府中首位亚裔长，是全美著名学府中首位亚裔校长。校长。田长霖田长霖华裔校长华裔校长Chang-Lin Tien，1990-97金门大桥第一节、岩石地球化学数据分类第一节、岩石地球化学数据分类 (常量常量,微量微量,同位素同位素)第二节、常用测试方法介绍第二节、常用测试方法介绍 (常量常量,微量微量,同位素同位素)第三节、测试数据质量控制与评价第三节、测试数据质量控制与评价第二章、岩石地球化学数据分类、第二章、岩石地球化学数据分类、测试方法与质量评价测试方法与质量评价常用元素的分类常用元素的分类（按照含量和放射性特征）（按照含量和放射
22、性特征）主量元素（常量元素、主要元素主量元素（常量元素、主要元素,major elements）岩石中占绝对多含量的，岩石中占绝对多含量的，0.1%2.微量元素微量元素（痕量元素，（痕量元素，trace elements)岩石中含量岩石中含量1,优先进入矿物相，或残留相优先进入矿物相，或残留相例如例如Ni,Co,V,Cr不相容元素不相容元素D1，优先进入熔体相，优先进入熔体相，D0.1%2.微量元素微量元素（痕量元素，（痕量元素，trace elements)岩石中含量岩石中含量0.1%的，的，用用ppm(g/g,106),ppb(ng/g,109)表示，表示，3.放射性同位素放射性同位素(r
23、adiogenic isotopes)稳定同位素（稳定同位素（stable isotopes）(凡是原子可以稳定存在时间大于凡是原子可以稳定存在时间大于1017年的就称为稳定同位素，年的就称为稳定同位素，反之就是放射性同位素反之就是放射性同位素)A.A.原子（原子（atomatom）原子核核外电子）原子核核外电子例如：例如：FeFe原子、原子、OO原子等原子等B.B.核素核素(Nuclide)(Nuclide)是由一定数量的质子（是由一定数量的质子（Z,Proton,Z,Proton,atomic numberatomic number）和中子（）和中子（N,NeutronN,Neutron）
24、构成的原子核。）构成的原子核。例如核素例如核素1616O O就是具有就是具有8 8个质子个质子8 8个中子，即个中子，即1616个核子的氧原子核。个核子的氧原子核。C.C.核素具有质量、电荷、能量、放射性、丰度五种主要性质。核素具有质量、电荷、能量、放射性、丰度五种主要性质。丰度举例：见下页丰度举例：见下页D.D.元素元素(element)(element)具有相同质子数的核素称为元素，就是具有相同质子数的核素称为元素，就是元素周期表中列出的元素。元素周期表中列出的元素。关于同位素的基本知识（关于同位素的基本知识（1）由于核素具有相同的质子数，它们属于同一元素，具有相同的核外电子排布结构和非常
25、相似的化学性质，但由于中子数不同因而质量数不同。(2)样品制备X射线照射物质，将发生散射和吸收现象，X射线被吸收后，吸收X射线的原子将再次发射X射线.SHRIMP II(Senitive High Resolution Ion Mcroprobe)检测下限也称相对灵敏度(S)，它可定义为分析方法在某一确定分析条件下能够可靠地检测出试样中元素的最低含量(ug/g、ug/ml、ppm或ppb)。瑞士：ARL 9800 系列X射线荧光光谱仪准确度指观测含量与元素含量真值之间的差异程度。放射性同位素(radiogenic isotopes)目前用Ar等离子体，Ar原子流被加热，形成高温的火焰。元素推荐
26、值是某一时期分析水平的体现，并不是元素含量真值。(2)按照元素在岩浆作用中行为分类目前国际上研制标准参考物质比较著名的有：原子（atom）原子核核外电子(3)在特殊研究，如矿床中的分类XRF是一种非破坏性的测试技术。Seaborg发现10个元素(191299)(常量,微量,同位素)某标样某元素的测试数据经过多家测试单位测定汇集后，先剔出离群值，计算出算术平均值、几何平均值、选择平均值(内的数据平均值)、众值及中位值。1935年7月出生于湖北省武汉市，1955年毕业于台湾大学，1957年获美国路易威尔大学机械工程硕士学位，1959年获普林斯顿大学机械工程博士学位，1966年以来，历任美国伯克里加
27、州大学机械系助理教授、副教授、教授、系主任、副校长、执行副校长。质谱分析(MS)原理同位素同位素丰度举例丰度举例E.E.同位素同位素 (isotope)(isotope)是具有相同质子数和不同中子数的一组核素。由是具有相同质子数和不同中子数的一组核素。由于核素具有相同的质子数，它们属于同一元素，具有相同的核外电子于核素具有相同的质子数，它们属于同一元素，具有相同的核外电子排布结构和非常相似的化学性质，但由于中子数不同因而质量数不同。排布结构和非常相似的化学性质，但由于中子数不同因而质量数不同。F.F.同一元素的不同核素在周期表上占据相同的位置，这也就是同位素命同一元素的不同核素在周期表上占据相
28、同的位置，这也就是同位素命名的基础。名的基础。G.G.同位素标记同位素标记 （上标的）质量数元素符号。（上标的）质量数元素符号。例如：一个元素常有多个同位素组成，如氧有三种稳定同位素，它们例如：一个元素常有多个同位素组成，如氧有三种稳定同位素，它们的中子数（的中子数（N N）分别为）分别为8 8、9 9、1010，因而原子的质量数（，因而原子的质量数（A A）分别为）分别为1616、1717、1818，各同位素标记为，各同位素标记为1616OO、1717OO、1818OO，其它同位素均采用，其它同位素均采用这种表示方法。这种表示方法。关于同位素的基本知识（关于同位素的基本知识（2）H.自然界的
29、同位素按其原子核的稳定性可以分为放射性同位素自然界的同位素按其原子核的稳定性可以分为放射性同位素和稳定同位素两大类。和稳定同位素两大类。I.放射性同位素放射性同位素原子核是不稳定的，它们以一定方式自发原子核是不稳定的，它们以一定方式自发地衰变成其它核素的同位素。例如：地衰变成其它核素的同位素。例如：87Rb 87Sr+a beta particle (衰变常数衰变常数l=1.42 x 10-11 a-1)147Sm143Nd+E J.稳定同位素的原子核是稳定的，或者其原子核的变化不能被稳定同位素的原子核是稳定的，或者其原子核的变化不能被觉察。觉察。K.目前认为，凡原子能稳定存在的时间大于目前认
30、为，凡原子能稳定存在的时间大于1017年的就称为稳年的就称为稳定同位素，反之则称放射性同位素。定同位素，反之则称放射性同位素。关于同位素的基本知识（关于同位素的基本知识（3）L.L.严格说来，自然界中可能不存在完全稳定的同位素。严格说来，自然界中可能不存在完全稳定的同位素。M.M.目前已发现的天然同位素约有目前已发现的天然同位素约有340340种，其中放射性同位素种，其中放射性同位素有有6767种（人工合成的放射性同位素已达种（人工合成的放射性同位素已达12001200多种），稳多种），稳定同位素定同位素274274种（其中一部分具有弱放射性）。种（其中一部分具有弱放射性）。N.N.这两类同位
31、素在原子序数和质量数上具有明显的区别：凡这两类同位素在原子序数和质量数上具有明显的区别：凡是原子序数大于是原子序数大于8383，质量数大于，质量数大于209209的同位素都是放射的同位素都是放射性同位素；在原子序数小于性同位素；在原子序数小于8383、质量数小于、质量数小于209209的同位的同位素中，除素中，除1414C C、4040K K、8787RbRb具放射性外，其余都是稳定同具放射性外，其余都是稳定同位素。位素。关于同位素的基本知识（关于同位素的基本知识（4）3.放射性同位素放射性同位素(radiogenic isotopes)常用同位素衰变体系常用同位素衰变体系衰变反应衰变反应衰变
32、形式衰变形式(10-9a-1)T1/2(109a)资料来源资料来源238238UU206206PbPb、0.1551254.468R.H.Steiger和和E.Jager，1977235235UU207207PbPb、0.984850.70381R.H.Steiger和和E.Jager，1977232232ThTh208208PbPb、0.04974514.01R.H.Steiger和和E.Jager，19774040KK4040CaCa0.49621.31R.H.Steiger和和E.Jager，19774040KK4040ArArec0.05811.31R.H.Steiger和和E.Jag
33、er，19778787RbRb8787SrSr0.014248.9R.H.Steiger和和E.Jager，1977147147SmSm143143NdNd0.00654106G.W.Lugmair和和K.Marti，1978187187ReRe187187OsOs0.0152JMLuck和和C.J.Allegre,1983176176LuLu176176HfHf0.0194P.J.Patchett等，等，19811414CC1414N N1.21。10-4a-15730aGodwin，1962轻稳定同位素轻稳定同位素CC、HH、OO、S S，原子量小，同一元素的各同位素间的相对质量差异较大；
34、原子量小，同一元素的各同位素间的相对质量差异较大；同位素组成变化的主要原因是同位素分馏作用所造成的，同位素组成变化的主要原因是同位素分馏作用所造成的，其反应是可逆的。其反应是可逆的。与环境条件有关，可以指示温度等。与环境条件有关，可以指示温度等。4.稳定同位素（稳定同位素（stable isotopes）轻稳定同位素轻稳定同位素C、H、O、S，重稳定同位素重稳定同位素206Pb、207Pb、208Pb、87Sr、143Nd重稳定同位素重稳定同位素206206PbPb、207207PbPb、208208PbPb、8787SrSr、143143NdNd 原子量大，同一元素各同位素间的相对质量差异小
35、原子量大，同一元素各同位素间的相对质量差异小（0.70.71.2%1.2%），环境的物理和化学条件的变化通常不导致），环境的物理和化学条件的变化通常不导致重稳定同位素组成改变；重稳定同位素组成改变；同位素组成的变化主要是由放射性同位素衰变造成的。这同位素组成的变化主要是由放射性同位素衰变造成的。这种变化在地球历史的演变中是单方向进行的、不可逆的种变化在地球历史的演变中是单方向进行的、不可逆的。例如，放射成因稳定同位素例如，放射成因稳定同位素206206PbPb、207207PbPb、208208PbPb、8787SrSr、143143NdNd分别由分别由238238U U、235235U U、
36、232232ThTh、8787RbRb、147147SmSm经衰变形成，因而地质体中铅、锶、经衰变形成，因而地质体中铅、锶、铷的同位素组成常受地质体年龄的大小及其中放射性母体同位素丰度的制铷的同位素组成常受地质体年龄的大小及其中放射性母体同位素丰度的制约。约。这种组成变化常常用来研究地球、地质体的演化和成岩成矿作用这种组成变化常常用来研究地球、地质体的演化和成岩成矿作用等，是一个极为重要的地球化学参数和示踪剂。等，是一个极为重要的地球化学参数和示踪剂。4.稳定同位素（稳定同位素（stable isotopes）此前为第2次课，20070309晚上第一节、岩石地球化学数据分类第一节、岩石地球化学
37、数据分类 (常量常量,微量微量,同位素同位素)第二节、常用测试方法介绍第二节、常用测试方法介绍 (常量常量,微量微量,同位素同位素)第三节、测试数据质量控制与评价第三节、测试数据质量控制与评价第二章、岩石地球化学数据分类、第二章、岩石地球化学数据分类、测试方法与质量评价测试方法与质量评价分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学。分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学。分析化学化学分析仪器分析分析化学化学分析仪器分析化学分析化学分析又称为又称为“湿化学法分析湿化学法分析”，包括重量法、容量，包括重量法、容量法和比色法。依据法和比色法。依据化学反应，溶液理论化学反应，溶液理论仪器分析仪器分析
38、强调使用各种分析仪器强调使用各种分析仪器依据依据物质的物理和物理化学性质物质的物理和物理化学性质发展的基础发展的基础物理学，光学，电子学，机械物理学，光学，电子学，机械和计算机科学等现代科学综合发展和计算机科学等现代科学综合发展第二节、测试方法和相关知识第二节、测试方法和相关知识一、分析化学方法的分类一、分析化学方法的分类二、仪器分析方法分类和基本原理二、仪器分析方法分类和基本原理分类分类基本原理基本原理分析方法分析方法1.光学分析法1.光学分析法主要是光谱法,根据待测物质经过电主要是光谱法,根据待测物质经过电磁辐射激励后产生辐射的波长和强磁辐射激励后产生辐射的波长和强度变化而建立的分析方法.
39、度变化而建立的分析方法.原子发射光谱法,原原子发射光谱法,原子吸收光谱法,X射子吸收光谱法,X射线荧光光谱法,等线荧光光谱法,等2.电化学分析法2.电化学分析法根据物质在溶液中电化学性质及其根据物质在溶液中电化学性质及其变化建立的分析方法变化建立的分析方法电导分析法,电位分电导分析法,电位分析法,等析法,等3.分离分析法3.分离分析法质谱法是将待测物质置于离子源中质谱法是将待测物质置于离子源中被电离而形成带电离子,让离子加速被电离而形成带电离子,让离子加速并通过磁场或者电场后,离子将按照并通过磁场或者电场后,离子将按照质荷比(m/z)大小而被分离,形成质质荷比(m/z)大小而被分离,形成质谱图
40、,依据质谱线的相对强度而建立谱图,依据质谱线的相对强度而建立的分析方法,就是质谱法.的分析方法,就是质谱法.质谱法,电泳法,色谱质谱法,电泳法,色谱分析分析二、仪器分析方法分类和基本原理二、仪器分析方法分类和基本原理分类分类基本原理基本原理分析方法分析方法1.光学分析法1.光学分析法主要是光谱法,根据待测物质经过电主要是光谱法,根据待测物质经过电磁辐射激励后产生辐射的波长和强磁辐射激励后产生辐射的波长和强度变化而建立的分析方法.度变化而建立的分析方法.原子发射光谱法,原原子发射光谱法,原子吸收光谱法,X射子吸收光谱法,X射线荧光光谱法,等线荧光光谱法,等2.电化学分析法2.电化学分析法根据物质
41、在溶液中电化学性质及其根据物质在溶液中电化学性质及其变化建立的分析方法变化建立的分析方法电导分析法,电位分电导分析法,电位分析法,等析法,等3.分离分析法3.分离分析法质谱法是将待测物质置于离子源中质谱法是将待测物质置于离子源中被电离而形成带电离子,让离子加速被电离而形成带电离子,让离子加速并通过磁场或者电场后,离子将按照并通过磁场或者电场后,离子将按照质荷比(m/z)大小而被分离,形成质质荷比(m/z)大小而被分离,形成质谱图,依据质谱线的相对强度而建立谱图,依据质谱线的相对强度而建立的分析方法,就是质谱法.的分析方法,就是质谱法.质谱法,电泳法,色谱质谱法,电泳法,色谱分析分析目前用Ar等
42、离子体，Ar原子流被加热，形成高温的火焰。国土资源部、科学技术部和中国科学院三个部门共同出资1750万元引进的超大型精密科学仪器高分辨率二次离子探针质谱计（英文缩写SHRIMP II)为核心组建而成的，是国家级矿物和其他样品微区同位素分析技术的开放实验室和分析测试服务中心。荧光光谱的激励源是光源,是二次发光,分为2种,一种是原子荧光分析(基于原子外层电子能级跃迁)和X射线荧光光谱分析(基于原子内层电子能级跃迁).主要是各种仪器分析方法JB2各类岩浆岩中主要造岩矿物种类的变化规律丘成桐（ShingTung Yau）检验分析方案准确度的方法是分析地球化学标准样(即标准参考物质)。同位素(isoto
43、pe)是具有相同质子数和不同中子数的一组核素。测定元素含量范围宽,可以同时测定样品中的常量元素(含量0.第三节、测试数据质量控制与评价检验分析方案准确度的方法是分析地球化学标准样(即标准参考物质)。质谱分析(MS)原理重稳定同位素206Pb、207Pb、208Pb、87Sr、143NdSteve Chu,Sixth Director of Lawrence Berkeley National Laboratory.可进行同位素比值和同位素稀释分析;他利用交叉分子束装置研究了许多化学反应以及光化学过程的动力学。(2)样品制备样品中的大量原子和离子被激发，可以发射特征谱线。被离子化的试样在电场、磁
44、场的作用下，按其质荷比(m/z)相互分开，形成按质荷比顺序排列的图谱质谱图。金属成矿元素金属成矿元素这类元素的亲硫性或亲铁性较强，分布于长周期表中的右下角，离子的电负性中等至较高，矿床中主要以硫化物、硫盐或自然金属形式存在。三、地球化学样品分析的主要方法三、地球化学样品分析的主要方法主要是各种仪器分析方法主要是各种仪器分析方法干法分析干法分析发射光谱分析发射光谱分析(ES)X射线荧光光谱分析射线荧光光谱分析(XRF）电子探针分析（电子探针分析（EPMA）中子活化分析中子活化分析(NA)等等 湿法分析湿法分析ICP等离子光谱分析等离子光谱分析(ICPES)ICP等离子质谱分析等离子质谱分析(IC
45、PMS)质谱分析质谱分析(MS)等等原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析(AAS)无火焰原子吸收光谱分析无火焰原子吸收光谱分析(AAN)原子荧光光谱分析原子荧光光谱分析(AFS）离子选择性电极分析离子选择性电极分析(ISE)极谱分析极谱分析(POL）气相色谱分析气相色谱分析(GC)离子色谱分析离子色谱分析(IC)三、地球化学样品分析的主要方法三、地球化学样品分析的主要方法主要是各种仪器分析方法干法分析干法分析发射光谱分析发射光谱分析(ES)X射线荧光光谱分析射线荧光光谱分析(XRF）电子探针分析（电子探针分析（EPMA）中子活化分析中子活化分析(NA)等等 湿法分析湿法分析ICP等离子光谱分析等离
46、子光谱分析(ICPES)ICP等离子质谱分析等离子质谱分析(ICPMS)质谱分析质谱分析(MS)等等原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析(AAS)无火焰原子吸收光谱分析无火焰原子吸收光谱分析(AAN)原子荧光光谱分析原子荧光光谱分析(AFS）离子选择性电极分析离子选择性电极分析(ISE)极谱分析极谱分析(POL）气相色谱分析气相色谱分析(GC)离子色谱分析离子色谱分析(IC)常量微量元素常量微量元素微量元素同位素微量元素同位素同位素同位素矿物元素分析矿物元素分析归纳目前岩石地球化学数据测试的主要方法：归纳目前岩石地球化学数据测试的主要方法：主量元素主量元素XRF(X射线荧光光谱法射线荧光光谱法)2
47、.微量元素微量元素 XRF,ICP-MS，同位素同位素质谱法，质谱法，ICP-MS-MC 矿物化学成分矿物化学成分电子探针分析电子探针分析X射线荧光光谱分析射线荧光光谱分析X-ray fluorescence(XRF)四、地球化学样品分析主要方法简介四、地球化学样品分析主要方法简介第第1种种荧光光谱的激励源是光源荧光光谱的激励源是光源,是二次发光是二次发光,分为分为2种种,一种是一种是原子荧光分析原子荧光分析(基于基于原子外层电子能级跃迁原子外层电子能级跃迁)和和X射线荧光光谱射线荧光光谱分析分析(基于原子内层电子能级跃基于原子内层电子能级跃迁迁).B.X射线照射物质，将发生散射和吸收现象，射
48、线照射物质，将发生散射和吸收现象，X射线被吸收后，吸收射线被吸收后，吸收X射射线的原子将再次发射线的原子将再次发射X射线射线.C.初级初级X射线射线照射物质的照射物质的X射线射线 次级次级X射线射线物质吸收物质吸收X射线后再次发射的射线后再次发射的X射线，又称射线，又称荧光荧光X射线。射线。D.荧光荧光X射线的波长取决于吸收初级射线的波长取决于吸收初级X射线的元素的原子内层结构，且强射线的元素的原子内层结构，且强度与元素的含量有关。度与元素的含量有关。若确定次级若确定次级X射线的强度与浓度之间的关系，就可射线的强度与浓度之间的关系，就可以进行元素定量分析以进行元素定量分析。此为。此为X射线荧光
49、光谱分析的基本原理。射线荧光光谱分析的基本原理。XRF基本原理基本原理样品初级初级X射线射线荧光荧光X射线射线与原子种类和浓度有关与原子种类和浓度有关1.1.分析速度快分析速度快2.2.测定元素多测定元素多,80,80多种多种,由原子序数由原子序数Z=5Z=5的硼至的硼至Z=92Z=92的铀的铀3.3.测定元素含量范围宽测定元素含量范围宽,可以同时测定样品中的常可以同时测定样品中的常量元素量元素 (含量含量0.%0.%一一100%)100%)和微量元素和微量元素(n%(n%一一n n1O1O g/g)g/g)。常量元素测定精密度可达。常量元素测定精密度可达1%1%，痕，痕量元素测定精密度为量元
50、素测定精密度为1010一一30%30%，可以满足地球物，可以满足地球物质成分分析要求。质成分分析要求。XRF是目前主量元素和微量元素分析最常用方法是目前主量元素和微量元素分析最常用方法XRFXRF分析的特点分析的特点:4.XRF谱线简单，光谱干扰较少，其它仪器方法谱线简单，光谱干扰较少，其它仪器方法难以测定的元素如稀土元素难以测定的元素如稀土元素Nb,Ta,Zr,Hf,Th,La,等，等，XRF比较容易测定比较容易测定5.样品无需化学处理，可节省时间，减少消耗、样品无需化学处理，可节省时间，减少消耗、避免环境污染。块状样品、粉末或液体样都可以避免环境污染。块状样品、粉末或液体样都可以送人仪器测
