【摘要】 每隔2cm采集15个亚样品进行ICP-OES/MS分析，获得元素和氧化物的绝对浓度，并利用薄片进行岩相和微相分析。

细粒硅屑岩(<63um)约占全球沉积记录的一半至三分之二，尽管传统上它们被视为低能环境下悬浮沉降的沉积，但最近的研究表明，泥浆也可以沉积在半深海环境中，这些环境受到明显的波浪、潮汐和底流能量的影响，因此通常包含与较浅环境（例如波纹、交叉层压、分级）相似的床型。

 

然而，这些沉积物的结构和岩性变化可能是微妙的，如果没有岩石学分析，可能无法在板状岩心中看到，这使得泥岩的研究比岩石学研究要复杂的砂岩。

 

利用Itrax μXRF岩心扫描仪，对上白垩统Mancos页岩短剖面(28.5cm)进行了0.2mm间隔的分析，比较了元素和岩石组成。

 

每隔2cm采集15个亚样品进行ICP-OES/MS分析，获得元素和氧化物的绝对浓度，并利用薄片进行岩相和微相分析。

 

从Itrax核心扫描仪获得的数据显示，不同扫描之间的重复性很高，并且与icp衍生的几种氧化物(Fe203, SiO2, Al203, K2O, TiO2和MnO)浓度具有中等至强的Spearman-Rho相关性(R2>0.6)。

 

古环境研究中常用的元素比值(如Zr/Rb、Ca/Ti、Mn/Ti)与icp数据的相关性也较好。

 

Itrax的元素特征也与岩石学和岩性有良好的关系，Si/Ti比值能准确识别富石英层，Ca/Ti和Mn/Ti比值对应碳酸盐含量增加，对非常规资源水力压裂规划具有重要意义。

 

在岩心尺度上，Zr/Rb、Ti和Si的元素趋势对于探测可能由风暴活动（如风暴、波浪增强的沉积物重力流）引起的短期、快速沉积事件模式是有用的。

 

来自μXRF核心扫描仪的高采样分辨率数据可以提供优于传统地球化学技术的优势，因为数据混叠最小化。

 

在Mancos页岩较长的岩心剖面中分析这些元素和比例，可以作为确定白垩纪内陆海道高频气候变化的代表，并允许改进其他白垩纪盆地内和盆地间事件的相关性。

 

最近(~20年)，使用能量色散XRF (ED-XRF)的岩心扫描仪的技术进步，例如Itrax岩心扫描仪，已经允许从海洋和湖泊沉积物岩心中获得更高的采样分辨率(100um)；这些核心扫描仪通过记录发射光子的能量强度谱(以keV为单位)，可以快速无损地分析从Al (Z-13)到U (Z-92)的元素组成。

 

能量色散XRF没有WD-XRF的元素精度，但它可以同时快速收集比WD-XRF更多变量的数据，这需要一个调谐到允许传输特定波长(元素)的衍射晶体。

 

除了确保表面平整外，岩心只需要很少的准备工作，并且由于样品或劈开的岩心被放入岩心扫描仪整体进行分析，因此不需要进行预处理(Löwemark等人，2019)。

 

Itrax配备了一个3kW的x射线发生管，通常为Cr或Mo，可以工作到60kV和50mA，尽管30kV和30mA适合检测大多数元素(Croudace et al.， 2006);其他用户定义的选项包括测量间隔和曝光时间(从1秒到1分钟)。

 

最长可达1.8米的岩心可在单次自动扫描中进行分析，该扫描可在不到2小时内完成(1.8米，间隔1厘米，曝光时间为30秒)，并提供数百至数千个采样间隔[1]。

 

[1] Jeremy J. Gabriel, Eduard G. Reinhardt, Xueke Chang, Janok P. Bhattacharya, Application of μXRF analysis on the Upper Cretaceous Mancos Shale: A comparison with ICP-OES/MS, Marine and Petroleum Geology, 2022, 140, 105662.

 

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