[发明专利]一种基于扫描电子显微镜技术的河砂和海砂的区分方法

权利要求书

1.一种基于扫描电子显微镜技术的河砂和海砂的区分方法，其特征是包括以下步骤：

(S1)：建立河砂与海砂分辨标志：选取已知河砂或海砂样品，采用扫描电子显微镜微观形貌分析方法以及扫描电子显微镜微区成分分析方法，根据河砂与海砂的颗粒特征与生物特征，建立河砂与海砂分辨标志，其中所述颗粒特征包括颗粒形状及磨圆度、颗粒表面特征和颗粒表面附着物特征，所述河砂与海砂分辨标志以颗粒表面附着物特征和生物特征为主要标志，以颗粒形状及磨圆度和颗粒表面特征为辅助标志；

建立的河砂与海砂分辨标志如下所示：

河砂的特征为：大多数矿物颗粒形状不规则，以棱角状和次棱角状为主；石英颗粒表面多出现贝壳状断口；颗粒溶蚀现象不明显，仅长石表面出现不规则的溶蚀坑；生物特征为具有淡水硅藻残骸；碎屑矿物的微观形态比较简单，主要是搬运过程中的机械磨圆或再破碎；

海砂的特征为：大多数矿物颗粒的形状不规则、磨圆度为次圆状为主、部分为次棱角状和圆状；矿物颗粒表面多出现溶蚀现象，包括弯曲溶蚀纹、似浮岩蜂窝状溶蚀洞、阶梯状溶坑、不规则溶蚀纹丝；颗粒表面大多附着有晶型完整的自生海盐结晶、自生草莓状黄铁矿和自生石膏；还含有球石藻残骸、有孔虫壳体和珊瑚残骸典型海洋生物碎屑；

(S2)：样品微观形貌特征观察：选取待鉴别砂体样品，采用扫描电子显微镜微观形貌分析方法，观察待鉴别砂体样品的微观形貌特征并拍照，获得扫描电子显微镜图像，其中所述微观形貌特征包括颗粒形状及磨圆度、颗粒表面特征和生物特征的形貌特征；

待鉴别砂体样品为：海南岛西南部通天河中游的河漫滩采集得到的河砂样品，或者海南岛西南部浅海海底表面采集得到的海砂样品；

扫描电子显微镜微观形貌观察：把样品台放进样品室后，选择扫描模式，加速电压5kV，工作束流0.1nA～0.41nA，放大倍数为100～50000倍，工作距离选择4mm，电子束斑选择40μm，在放大倍数为200的视域下仔细观察砂体样品特征，并选取代表性视域进行拍照，拍照曝光时间为40秒，切换其他代表性视域，重复上述步骤继续观察、拍照，遇到特殊现象位置，把放大倍数加大以进一步观察特殊现象点；

(S3)：样品微区成分分析：采用扫描电子显微镜微区成分分析方法，选取步骤(S2)中具有代表性的颗粒特征表面，放大倍数拍照并测定颗粒表面附着物主要成分，得到能谱曲线及定量成分表或半定量成分表；

(S4)：扫描电子显微镜图像及成分数据整理：将步骤(S2)中的待鉴别砂体样品的扫描电子显微镜图像及步骤(S3)中的成分数据进行分类整理，并逐一与步骤(S1)中建立的河砂或海砂分辨标志进行比对，根据分辨标志对待鉴别砂体样品的各项特征进行归属，从而鉴别待鉴别砂体样品属于河砂还是海砂。

2.根据权利要求1所述基于扫描电子显微镜技术的河砂和海砂的区分方法，其特征是：步骤（S1）和步骤（S3）中采用扫描电子显微镜微区成分分析方法时，采用的仪器为环境扫描电子显微镜所配备的X射线能谱仪，所述X射线能谱仪的工作参数为：工作电压20.0±1.0kV，脉冲20~120kcps，放大倍数100~50000倍，测定元素范围Be~U，每个选区能谱信号采集次数1次、每次采集时间30s。

3.根据权利要求1所述基于扫描电子显微镜技术的河砂和海砂的区分方法，其特征是：步骤（S2）中所述待鉴别砂体样品的质量为5g，粒度为2~0.063mm，制备为靶放置到扫描电子显微镜仪器的样品台，并在砂体样品表面喷镀碳膜。

4.根据权利要求1所述基于扫描电子显微镜技术的河砂和海砂的区分方法，其特征是：步骤（S3）中颗粒表面附着物主要成分包括颗粒表面特征中的矿物成分和附着物特征中的附着物成分。

5.根据权利要求1所述基于扫描电子显微镜技术的河砂和海砂的区分方法，其特征是：步骤（S4）中将步骤（S2）中的待鉴别砂体样品的扫描电子显微镜图像及步骤（S3）中的成分数据进行分类整理时，按照以下类别进行数据分类整理：100~250倍的低放大倍数图像以统计颗粒形状及磨圆度和生物特征的形貌特征；250~2000倍高放大倍数图像以统计颗粒表面特征的形貌特征；1000~50000倍高-超高放大倍数图像以统计颗粒表面附着物特征的形貌特征；100~50000倍能谱拍照图像及其成分表以确定颗粒表面特征中的矿物成分和附着物特征中的附着物成分。