【摘要】 Keithan G. Martin等人1研究利用了来自4个中泥盆世泥岩岩心的64个不同成分的岩心样品，代表了Hamilton组。

手持式能量色散X射线荧光（hhEDXRF）分析仪已成为广泛地质研究中确定主要和痕量元素组成的流行工具。它们在地质领域的广泛应用可归因于其便携性、成本效益、快速数据采集（低运行时间（30-120秒））和无损检测能力。在过去，这些好处是以收集缺乏准确性和覆盖有限元素套件的低质量数据为代价的。HHEDXRF技术的最新进展，如双能量束能力、硅漂移探测器和更强大的处理，提高了数据的分析质量，扩大了可确定元素的数量。

 

Keithan G. Martin等人1研究利用了来自4个中泥盆世泥岩岩心的64个不同成分的岩心样品，代表了Hamilton组。Hamilton组下部的部分被称为Marcellus页岩，分为三个单元;联合泉成员，由樱桃谷/珀塞尔石灰石和奥特卡溪成员覆盖。这些单元被非正式地称为上部（Oatka Creek段）、中部（Oatka Creek段和Union Springs段之间的过渡）和下部Marcellus页岩（Union Springs段）。

 

在Hamilton组中，Marcellus页岩的上覆层是Mahantango组。位于阿巴拉契亚盆地中部的四个岩心（图1）被用来为奥林巴斯innova - x DELTA高级手持XRF分析仪创建泥岩校准。图2显示了从每口井的每个地层中采集的样品数量。

 

图1 矩形参考的研究区域在扩展视图中显示，突出显示了本研究中使用的四个取心井，用黑点表示。研究区域位于阿巴拉契亚盆地中部（AB）。AB以虚线表示，并显示了研究井的位置。

 

图2 从每口井的每个地层中采集的样品数量的条形图。

 

手持式EDXRF技术提供的元素分析是增强沉积岩心评价的重要工具。传统上，除了对岩心进行定性检查和分析外，还会从岩心中提取低垂直分辨率的样品，并将其粉末化，用x射线衍射光谱仪或台式XRF进行分析，以描绘矿物学或元素变化，帮助确定岩性和相。这种测试的破坏性和漫长的实验室周转时间对通常收集的样品数量施加了严重的实际限制。HHEDXRF的非破坏性和低运行时间（b120 s）能力使其能够在很短的时间内以更精细的垂直分辨率收集高质量的地球化学数据集。手持式EDXRF技术现在通常用于片状岩心，以增强传统的沉积学评估，并通过识别岩心内的地球化学对比来帮助确定岩性和相。高垂直分辨率地球化学数据集在描述泥岩方面变得特别流行，而泥岩往往缺乏明显的沉积学特征。

 

手持式EDXRF制造商创造了一种强大的分析仪，能够返回各种材料的成分数据，如土壤、岩石、水泥、金属合金、商业材料。虽然强大，但这种广义能力导致数据集具有一致的“趋势”精度，但在某些材料中，由于影响HHEDXRF响应的众多变量，HHEDXRF通常返回精度较低的值（即不正确的绝对元素浓度值）。Kalnicky和Singhvi（2001）发现影响HHEDXRF反应的因素如下:（1）探测器分辨率及其与光谱干扰的关系;（2）样品的基质效应;（三）校准标准的准确性和适用性;（4）样品形貌，如样品的粒度和非均质性;（5）试样测量几何。仔细的样品制备和分析，例如充分均质样品，在样品内收集多个数据点以更好地代表样品成分，通过创造光滑的样品表面来减少大颗粒或“金块”效应，以及保持样品与分析仪之间的水平接触，可以显着降低采样对hhEDXRF响应的影响。即使采用了这些最佳方法，缺少岩性特定校准也会对hhEDXRF数据集的分析质量产生负面影响。

 

在流行的HHEDXRF中，Bruker AXS TRACER III-V ED-XRF是目前唯一具有特定岩性泥岩校准功能的分析仪。在使用其他流行的HHEDXRF的情况下，泥岩研究人员必须依靠精度不确定的数据，并减少到使用单个或组元素的趋势和/或比率。不确定的元素精度导致研究中使用的数据内部一致，但很难在其他研究中复制，除非使用相同的XRF分析仪制造和模型。为了解决这个问题，需要为单个HHEDXRF创建泥岩校准，以确保其有效性。研究的目的是详细介绍一种用于创建内部岩性特定校准的方法。该方法将通过一个案例研究进行演示，在该案例研究中，为奥林巴斯innovo - x DELTA高级手持式x射线荧光分析仪创建了泥岩校准，用于阿巴拉契亚盆地中部泥盆纪泥岩。证明这种内部校准提高了精度，创建了一个更可靠的元素数据集，可用于未来的泥岩研究。

 

1.Martin, K. G.; Carr, T. R., Developing a quantitative mudrock calibration for a handheld energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer. Sediment. Geol. 2020, 398, 105584.

 

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