[發(fā)明專利]一種塊狀巖石樣品礦物含量測量的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010179456.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN113406130A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彩霞;張耀南;王肖波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
• 主分類號(hào): G01N23/203
• 分類號(hào): G01N23/203
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

本發(fā)明公開了一種塊狀巖石樣品礦物含量測量的方法，對(duì)樣品表面進(jìn)行掃描，掃描后可以得到背散射圖像，根據(jù)樣品背散射圖像的灰度值對(duì)塊狀巖石樣品表面的礦物顆粒分礦物A和礦物B進(jìn)行測量。在分別測量結(jié)束后，將所得的測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整合，獲得整塊巖石的礦物含量數(shù)據(jù)。此方法解決了傳統(tǒng)無法應(yīng)用FEI公司生產(chǎn)的型號(hào)為MLA650的礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)進(jìn)行塊狀巖石礦物分析的難題，使得礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)分析塊狀巖石樣品成為可能。塊狀巖石樣品礦物含量測量整個(gè)過程簡單快速，簡單快速，安全經(jīng)濟(jì)，同時(shí)克服了傳統(tǒng)顯微鏡下礦物鑒別耗時(shí)長、操作繁瑣等弊端。有效提高了礦物檢測效率、具有測試結(jié)果準(zhǔn)確性與數(shù)據(jù)反饋及時(shí)性的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)來測定塊狀巖石樣品中礦物含量的方法。

背景技術(shù)

由FEI生產(chǎn)的型號(hào)為MLA650的礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)是一個(gè)高速自動(dòng)化的礦物參數(shù)自動(dòng)定量分析系統(tǒng)。主要用于礦業(yè)、冶金、地質(zhì)等領(lǐng)域。能對(duì)樣品進(jìn)行礦物物質(zhì)組成、成份定量、礦物嵌布特征、礦物粒級(jí)分布、礦物解離度等重要參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)定量分析。由于礦物分析參數(shù)自動(dòng)定量分析系統(tǒng)的工作原理是將礦物樣品掃描后，基于背散射圖像進(jìn)行背景去除，然后將礦物顆粒化后再進(jìn)行礦物相分離，進(jìn)而通過統(tǒng)計(jì)方法得到礦物含量的信息。這種方法對(duì)顆粒化明顯的樣品，如土壤和沙子含量具有明顯的優(yōu)勢，但是對(duì)于整塊的巖石樣品卻有明顯限制性的。這是因?yàn)檎麎K巖石的礦物是緊密聯(lián)接在一起的，形成膠合狀態(tài)，在分析過程中是無雜質(zhì)背景可以去除的，這個(gè)情形也導(dǎo)致礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)無法對(duì)整塊礦物含量信息進(jìn)行檢測分析。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述，本發(fā)明目的旨在提供了一種應(yīng)用礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)測定塊狀巖石樣品中礦物含量的方法。利用這種方法可以對(duì)整塊礦物含量進(jìn)行檢測分析，為礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)測定塊狀巖石增添了新的功能。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種塊狀巖石樣品礦物含量測量的方法，包括以下步驟：

步驟一，將塊狀巖石樣品加工成直徑為30mm、厚度為2mm的圓柱狀結(jié)構(gòu)，放入試樣盤中抽真空；

步驟二，開啟自動(dòng)分析系統(tǒng)電子束對(duì)抽真空?qǐng)A柱狀樣品表面進(jìn)行掃描，掃描后可以得到背散射圖像；

步驟三，基于背散射圖像的灰階分布特征進(jìn)行背景扣除，通過灰度值范圍的設(shè)定將礦物分為A和B作為研究對(duì)象，即第一步選擇礦物A灰度值為0-X的圖像作為研究對(duì)象，將255-X的圖像部分作為背景值扣除，并將其作為一個(gè)樣品進(jìn)行測量分析；第二步選擇礦物B灰度值為255-X的圖像作為研究對(duì)象，將0-X的圖像作為背景值扣除，并將其作為一個(gè)樣品進(jìn)行測試分析；其中：X代表選定的灰度分割值，其取值范圍為0-255之間；

步驟四：將A和B兩部分的礦物含量分別進(jìn)行測量后，對(duì)A和B的礦物含量的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。可以得到A和B礦物的面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，基于以下公式(1)

C_m=(A+B)/(A_total+B_total)×100% (1)

計(jì)算整個(gè)塊狀樣品中不同礦物的面積百分比含量，即可得到整塊巖石礦物含量的數(shù)據(jù)；

(1)式中，C_m指某種礦物在整個(gè)塊狀樣品中的面積百分含量，A和B分別為兩個(gè)不同灰度范圍樣品所測得的單個(gè)礦物顆粒的總面積。A_total和B_total分別為兩個(gè)不同灰度范圍樣品所測得的所有礦物顆粒的總面積。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是：

本方法填補(bǔ)礦物參數(shù)自動(dòng)分析系統(tǒng)的不足，使得基于礦物參數(shù)自動(dòng)定量分析系統(tǒng)測量塊狀巖石樣品礦物含量成為可能。塊狀巖石樣品礦物含量測量整個(gè)過程簡單快速，安全經(jīng)濟(jì)，同時(shí)克服了傳統(tǒng)顯微鏡下礦物鑒別耗時(shí)長、操作繁瑣等弊端。有效提高了檢測效率，具有測試結(jié)果準(zhǔn)確性與數(shù)據(jù)反饋及時(shí)性的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1 為塊狀樣品背散射電子圖像。