QEMSCAN 能够通过沿预先设定的光栅扫描模式加速的高能电子束对样品表面进行扫描,并得出矿物集合体嵌布特征的彩图。仪器能够发出X射线能谱并在每个测量点上提供出元素含量的信息。通过背散射电子(BSE,back-scattered electron)图像灰度与X射线的强度相结合能够得出元素的含量,并转化为矿物相。QEMSCAN 数据包括全套矿物学参数以及计算所得的化学分析结果。通过对样品表面进行面扫描,几乎所有与矿物结构特征相关的参数都能够计算获得:矿物颗粒形态、矿物嵌布特征、矿物解离度、元素赋存状态、孔隙度、基质密度。在数据的处理方面包括了:将若干矿物相整合成矿物集合体,分解混合光谱(边界相处理),图像过滤,颗粒分级。定量分析结果能够对任意所选样品、独立颗粒、具有相近化学成分或是结构特征(粒级、岩石类型等)的颗粒生成。
样品及其制备:QEMSCAN 通常应用在岩石、矿物分析当中。样品的制备要求包括:粒级、干燥的样品表面、表面导电涂层(如镀碳)。样品的测试条件必须是稳定的高真空度环境下,15-25kV的电子束。通常情况下,需要将待测岩屑、矿石、土壤制作成30mm的树脂浸渍块,或者光薄片。诸如大气粉尘之类非常微小的颗粒,须在碳带或者滤纸上进行检测。煤炭的样品通常用加诺巴蜡(carnauba wax)处理,加诺巴蜡的作用是提供足够的参照,并且使样品易从处理介质中分离。
软件套:QEMSCAN 的专用软件套 iDiscover 包含四个部分:
1、
Datastore Explorer
- 数据管理2、
iMeasure
- SEM 与 EDS 的控制3、
iExplorer
- 数据处理、矿物数据管理、报告生成4、
SIP editor
- 物相鉴定检测模式:1、
BMA
Bulk Mineralogical Analysis:矿物全分析2、
PMA
Particle Mineralogical Analysis:矿物粒度分析3、
SMS
Specific Mineral Search:特殊矿物查找4、TMS Trace Mineral Search:痕量矿物查找
5、
Field Image
surface imaging mode:面扫描应用:QEMSCAN 能够应用于岩石、风化产物(风化层、土壤)、大部分人造材料的矿物定量。因此,它在商业以及科研中有着广泛的应用:矿业(mining)、工艺矿物学(mineral processing)、石油天然气(O&G)、煤炭(coal)、环境科学(environmental sciences)、法医地理学(forensic geosciences)、考古学(archaeology)、农业综合企业(agribusiness)、建筑环境(built environment)以及行星地质学(planetary geology)。
历史:1970年代,澳大利亚CSIRO(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)设计出一种能够自动运用X射线能谱技术与扫描电镜相结合,精确地照相并且鉴定矿石中矿物的方法。这项技术便是后来我们熟知的专利,扫描电镜矿物定量(QEM*SEM,Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy)。1980年代,CSIRO研发的新电子硬件和软件实现了多样品的自动分析,以及从得出的矿物颗粒图像中获取并定量矿物学、结构构造、金相的参数。1990年代,轻元素X射线检测仪被引入矿物鉴定当中。昆士兰大学(University of Queensland)Julius Kruttschnitt 矿物研究中心研发了矿物解离度分析仪(MLA,Mineral Liberation Analyzer)专业软件。2001年,CSIRO 宣布准备将QEMSCAN 商业化。2003年,Intellection Pty Ltd 成立,专门负责QEMSCAN 技术的发展、市场化以及销售。2009年,FEI 公司宣布收购 Intellection Pty Ltd 里QEMSCAN 相关的技术。2010年6月,Ammtec 运用一台“R”系列的QEMSCAN 在苏门答腊的一口油井第一次完成现场分析。2010年9月1日,包括一套新的光谱分析系统,能够识别鉴定72个元素并对复杂矿物化学成分进行描述的5.0版 iDiscover 软件发布。2010年11月15日,QEMSCAN 与 MLA 自动矿物检测仪新网站发布。2011年10月19日,与录井服务公司Halliburtion、Oil Search Limited与Maersk共同发布QEMSCAN油井专用仪。