文献分享|印度南部北卡纳达地区沿海带黏土矿床的矿物学分析

Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology

2024

Deepak Nayak

Purushotham G. Sarvade 

(pg.sarvade@manipal.edu)

https://doi.org/10.37934/araset.39.1.117134

推荐理由

1样品采集鉴定

岩泥质黏土（Lithomargic clay）发现于红土层（lateritic soils）下方，呈现白色、淡黄色与淡粉色色调，被归类为粉砂质砂（silty sand）。本研究涉及从北卡纳塔克邦（Uttara Kannada district）沿海地带采集土壤样本。为精准表征岩泥质黏土的特性，研究人员从北卡纳塔克邦沿海地带的多个地点采集了土壤样本。

2黏土特征分析

①SEM(扫描电镜)＋EDS(X射线能谱)

矿物学分析包括扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)，用于确定矿物组成。土壤样品在烘箱中干燥并通过75μ筛，在测试之前，需要在土壤表面进行喷金。利用SEM分析土壤的矿物形貌，从而获得岩泥质黏土的显微图像，并使用EDS确定样品的化学组成。

②X射线衍射(XRD)分析

通过425μm筛的土壤被专门用于XRD分析。在40 kV理学MiniFlex 600 X射线衍射仪上使用Cu-Kα辐射(k=1.54μm)进行X射线衍射(XRD)分析。该分析用于确定土壤样品中存在的矿物相。

①样品A的矿物分析

样品A中含有相对较多的微斜长石(21%)，伊利石(11%)，白云母(11%)，高岭石(10%)，黑云母(8%)和蛭石(8%)、另外含有少量石英(1%)、镁橄榄石(2%)、氧化铝(1%)、莫来石(2%)以及方解石(1%)。样品的SEM图像显示样品A的片状矿物可以被识别为蛭石或黑云母，因为EDS分析证实了镁与钾、氧化铝和硅酸盐的存在。EDS分析检测到的元素以及谱图共同证明了XRD分析所显示的化合物的存在。该样品中的元素以铁、镁、钾和氧为主，其次是硅和铝。微斜长石和其他钾基化学物质在该样品中大量存在。镁化合物以痕量存在。氧化铁、镁橄榄石、黑云母和蛭石都通过元素铁和镁而被证实存在。XRD分析显示该样品中含有石英、正长石、伊利石和微斜长石。

图1 样品A的(a)SEM图像(b)EDS能谱(c)XRD分析(d)化合物定量分析

表1 样品A的元素组成

②样品B的矿物分析

样品B含有较多的微斜长石(12.1%)、正长石(11.1%)、蛭石(10.1%)、伊利石(9.1%)和高岭石(9.1%)，石英(1%)、镁橄榄石(3%)和氧化铝(2%)的含量相对较少。三水铝石、微斜长石、正长石、高岭石、镁橄榄石和蒙脱石化合物在XRD分析中显示出适当的峰强度。EDS分析所检测到的元素，清晰印证了XRD分析中所发现化合物的存在。在检测到的元素中，氧、硅酸盐和铝占比最高，钾、铁和碳次之。该样品中存在高浓度的硅酸盐化合物(如微斜长石、正长石、伊利石和高岭石)，同时也含有大量钾和氧化铝。根据已有研究，结合对伪六边形片状层状结构的观察以及元素分析结果，可将SEM图像中所示的矿物鉴定为三水铝石(氢氧化铝)和高岭石。

图2 样品B的(a)SEM图像(b)EDS能谱(c)XRD分析(d)化合物定量分析

表2 样品B的元素组成

更多结果展示详见原文。

SEM-EDS与XRD联用，是矿物分析领域的高效技术组合。SEM提供微观形貌表征，清晰呈现矿物片状、层状等微观形态；EDS精准测定微区元素组成，锁定特征元素；XRD则解析晶体结构，明确物相种类。三者构建“形貌-成分-结构”闭环，规避单一技术误判风险，提升分析精准度。其意义远超实验室鉴定，为地质勘探、环境土壤研究、材料研发提供可靠技术支撑，是推动矿物科学向“精准化、高效化”发展的关键助力。

附：本公司检测项目一览表