岩石和矿物的表征是地质和地球科学研究的基础。研究人员通过使用X射线荧光（XRF）技术确定主要、次要痕量元素丰度来表征和理解岩石地球化学。由于传统的岩矿制片花费时间长，且能对较小区域（通常为2 cm×4 cm）进行分析研究的局限，很难轻松评估样品大范围的结构和不均匀性，而微区X射线荧光技术（Micro-XRF）以无损、大面积扫描的优势，已然成为分析矿物组成、粒度和嵌布特征的主要技术之一。

       小编整理了Flude et al.于2017年在《Mineralogical Magazine》中使用德国布鲁克M4 TORNADO（微区X射线荧光光谱仪）对矿石样品进行批量表征鉴定的案例，介绍一些微区XRF面扫描在地质领域中的应用。

地质应用示例：

       实验中样品分别为样品A经粗切割的花岗岩和样品B经简单抛光的砂岩（如图a和图c），其中样品A为来自马来西亚武吉布努（Bukit Bunuh）的变质花岗岩，花岗岩呈斑状结构，斑晶为1-3 cm的白色长石，基质由石英，长石和粗粒黑云母（1-3 mm）组成。样品大小为11cm×4.5cm×0.8cm，测试条件为：50 kV和200 µA的激发条件，10 ms的像素采集时间和70 µm的像素步径，单次扫描。可以通过显示K，Ca，Si和Fe四种元素组合图来识别样品中不同的矿物相、粒度及其分布。   图b可清晰区分出石英（SiO2），长石（（K，Na）AlSi3O8）和斜长石（NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8），这在传统的矿物薄片是不太容易的。

       样品B为来自加纳前寒武纪沃尔特岩层的细粒砂岩，标本可见其层理构造，呈黑带状，且样品孔隙率低。测试条件为：50 kV、600μA的光束条件和60μm的像素步径。砂岩中次要矿物为晶粒状富锆相（假定为锆石，ZrSiO4–红色）和富钛相（假定为金红石，TiO2–蓝色），并集中在交叉层即视场的中间相中，形成厚达1毫米的堆积物。而这些交叉叠层矿物在手标本视觉下并不明显。其中金红石覆盖锆石，这是由于两种矿物之间的密度差异而导致的沉降速率不同所导致的。在样品的下部，沉积物较暗，这是因具有较高含量的Fe元素导致的。在下部相中，金红石含量明显高于锆石，而两种矿物在上部相中的含量大致相等。这些信息对于重建当地地质历史具有很大帮助。显然上下相之间的河流系统发生了某种变化，也许上层相只是反映了系统能量的增加，从而使较致密的矿物得以被搬运并沉积下来。或者，两个相是来自不同沉积源而后发生的沉积。通过对岩砂中的碎屑锆石的年龄进行定年，结果表明砂岩中含有多个年龄的锆石，所以目前学者们更倾向于后种的说法。

微区X射线荧光光谱仪（Micro-XRF）的优势：

1、样品制备简单，不需要喷金、喷碳。

2、元素扫描范围C(6)—Am(95)

3、扫描面积大，扫描大面积20cm x 16cm，清晰识别矿物结构，寻找目标矿物。

4、扫描速度快，一个薄片扫描时间约3分钟（扫描区域按照4厘米x2厘米大小，40um步径，像素时间10毫秒）

5、可以调出面扫描图像上的每个单点的counts数据，不遗漏任何区域的元素含量数据。

6、自动鉴定识别手标本中各种矿物相，自动统计矿物种类和比例等。