数据分析 | 矿物成分又多又杂，还有各种混层，我该如何优雅面对？

近来发现许多研究矿物的小伙伴们都有些许烦恼：

跋山涉水采集了一批样品，想得到成分和含量，可即便是XRD精修，也只能精确得到常规矿物成分含量和物质结构图，对于蒙脱石，伊蒙混层，蛭石等难以分离的无法得到。

方式搞错，钱花了，不仅样品没了，还拿到一堆无用的数据，瞬间觉得

“duang…duang…duang”

那下面咱们就来唠唠，矿物样品，如何有效获取成分含量信息。

目前，矿物成分定性定量分析，我们有两种方式：黏土/全岩分析和XRD精修。

首先说说黏土分析

黏土矿物通常是指粒径小于2μm的层状硅酸盐矿物。主要有蒙皂石、绿泥石、高岭石、伊蒙混层、绿蒙混层矿物等。

X射线衍射分析中首先分离（沉降法）小于2μm的粘土矿物，然后做成定向片分别进行自然状态，乙二醇饱和，550度加热，对3次的谱图进行定性、定量分析。

由于每一种矿物的晶体都具有特定的X射线衍射图谱，图谱中的特征峰强度与样品中该矿物的含量正相关，因此采用实验的方式可以确定某种矿物的含量与其特征衍射峰的强度之间的正相关关系 ——K值，进而通过测量未知样品中该矿物的特征峰的强度而求出该矿物的含量，这就是X射线衍射定量分析中的“K值法”；

沉积岩中常见非粘土矿物含量采用K值法测定。粘土矿物总量既可采用K值法测定，也可采用水悬浮液分离方法测定。

将所要分析的各常见非粘土矿物含量与粘土矿物总量加在一起作为100%来计算，可得到各矿物在沉积岩中的相对含量。

沉积岩粘土矿物中各粘土矿物种类的相对含量采用自然片、乙二醇饱和片和高温片的衍射峰面积差减法测定。

参考的标准是SY/T 5163-2018 沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法。

再说说全岩分析方法和原理

样品粉碎至200目粉末，称取沉积岩原岩样品粉末总质量采用粉末XRD“K值法”测量各非粘土矿物的含量和/或黏土矿物总量。本标准适用于沉积岩中粘土矿物及石英、方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿、硬石膏、石膏、无水芒硝、重晶石、黄铁矿、石盐、斜长石、钾长石、钙芒硝、浊沸石、方沸石等常见非粘土矿物的定性与定量分析。

全岩/黏土分析结果如下：

然后再唠唠XRD精修

一般我们采用Rietveld精修的方式来做，这种方式不用沉降分离做定向片，做常规XRD全岩测试即可，但是对测试谱图质量有一定要求，即XRD测试谱图最强峰至少达到3000，测试角度至少到90°，对应测试速率为2°/min或者更慢。

XRD精修的一般分析结果如下：

此外，rietveld精修的方法还能给出矿物各成分的晶体结构信息，比如下方的晶格参数a b c等，同时还有Rwp和GOF两个数值来判断结果是否可靠。

悄悄告诉大家，这种方法还能给出好看的晶体结构三维图哦

另外我们再附上评判结果可靠性数值的计算方式。

那么对于矿物成分的定性定量分析，我们到底应该怎么选择呢？总结如下：

希望以上一些拙见能够帮到大家！

需要物质成分含量分析或者XRD精修，可联系张老师:13671302769（同微信）

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