实物地质资料无损分析技术是地质研究的主攻方向,美国、英国、德国、澳大利亚、法国等国家都在无损信息提取的技术方法和仪器研制方面开展了不同程度的研究工作。中国学者也开展了相应的研究工作,但该工作还处于起步阶段,未来无损分析技术方法将为地质科研、科普、教学等提供全新的技术和方法。
无损分析技术方法分为近红外光谱检测技术、射线技术、声学检测技术、核磁共振检测技术、力学特性检测技术等,在地质研究领域主要应用近红外光谱技术、X射线技术,岩心高分辨率光学表面扫描、可见光近红外地物光谱扫描、CT扫描、X射线荧光光谱元素浓度扫描等都是以这两种技术方法的原理为主。①近红外光谱技术。近红外光谱的波长为780~2500纳米。对近红外光谱产生吸收的官能团主要是含氢基团,包括甲基、亚甲基、甲氧基、羧基、芳基,羟基,巯基,氨基等,它们的合频和一级倍频位于1300~2500纳米波段。矿物的近红外光谱法是分析研究矿物的重要手段。由于矿物组成元素电子轨道跃迁和晶格中原子间化学键的弯曲和伸缩吸收某些区域的红外光谱,根据矿物中某些官能团吸收光谱的特征可以区分不同的矿物及同一矿物的不同结晶度,这一特点在野外地质调查研究工作中具有重要意义。②X射线技术。在应用方面主要有X射线透视、X射线衍射和X射线光谱学3个方面,其中X射线光谱学是地质研究中常用的物质成分分析手段,其技术原理在地质上应用广泛。X射线管产生的X射线照射试样时,试样可以被激发出样品元素的特征X射线,将这些特征射线通过仪器、计算机、软件分析转换成样品中的各种元素的种类及含量。
实物地质资料无损分析测试过程简单、快速,结果准确、精度高,具有非破坏性、全面性、互容性等优点,应用范围和应用前景非常广阔。但检测结果易受其他因素的干扰,同时无损分析技术还处于起步阶段,一些特殊元素(例如轻元素)测定还不成熟。未来还需根据不同对象的特点,结合其他分析手段,借助计算机技术的发展,使其不断提高。