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FireFly LIBS 礦物元素分布檢測技術,實現大型偉晶巖全元素成像
發布時間: 2026-08-05 點擊次數: 15次無論是如今新能源汽車的高速發展,儲能需求的快速增長,還是稀土行業的蓬勃興起,都使得Li、Be、B這類戰略性稀有金屬的勘探需求不斷上漲,花崗偉晶巖是這類金屬最核心的賦礦載體。不久前,來自電鏡生產集群“電鏡谷"布爾諾的捷克布爾諾工業大學、馬薩里克大學和Lightigo的聯合科研團隊,依靠FireFly科研級LIBS元素成像與分析系統,搭建出了針對大面積Li、Be稀有偉晶巖的元素分布成像方案,解決了傳統方法無法檢測Li、Be、B輕元素的行業難題,為稀有金屬礦床的地質分析提供了嶄新的表征方法。

本次文獻選取鋰、鈹、硼稀有金屬偉晶巖作為研究對象,核心以FireFly LIBS成像技術為依托,搭配全自動電鏡開展關聯對比測試。研究挑選了兩塊拋光偉晶巖手標本,借助LIBS完成整個樣品的同步多元素掃描,不僅可以檢測硅、鈣、鐵等主量元素以及鍺、鋇等微量元素,還能夠直接捕捉到電鏡無法識別的鋰、鈹、硼輕元素,并且依靠CaF分子譜帶完成氟元素成像;與此同時運用k-means無監督聚類算法對海量LIBS光譜自動劃分礦物相,分別設置80μm常規、30μm精細兩種掃描分辨率,對比不同粒度礦石的成像效果,最終把TIMA電鏡的高精度礦物分類數據作為真值基準,定量驗證了LIBS礦物識別的準確度。

此項研究借助LIBS,完整還原了偉晶巖巖漿、交代、熱液三個階段的演化過程,在此過程中鋰富集在云母中、鈹賦存在綠柱石里、硼僅沿著裂隙形成電氣石。整合實驗結果能夠發現,FireFly的大面積成像技術十分適配偉晶巖、云英巖這類粗粒富輕元素礦產研究,在稀有金屬勘探、地質巖芯現場快速檢測領域擁有廣闊的應用潛力。
FireFly/MiniFly LIBS元素分析與成像系統

本研究全套元素成像、光譜信息采集、無監督聚類分析均由FireFly臺式元素分析與成像平臺完成,核心硬件與實測產出如下:
核心技術參數
· 寬光譜探測:光譜儀覆蓋200 - 1100nm范圍,搭配多款檢測器,最高可實現100Hz全幀采集;
· 靈活的激光配置:二極管泵浦固體激光器,多種波長自動切換、能量自動調節,適配不同樣品的檢測需求;
· 多種測量模式:具備點、線、面及深度測量等多種測量模式,滿足各類實驗要求;
· 輕元素全覆蓋:可穩定同步檢測Li、Be、B等輕元素,不需要真空腔體,空氣環境就能完成測試;
· 復雜樣品兼容:支持標準和異形標本、拋光巖片、鉆探巖芯完整掃描,不需要分割樣品,保留原生地質結構;
· 無需前處理:僅簡單拋光就能上機,沒有消解、鍍膜等操作,近乎無損檢測;
· 一體化數據分析:設備內置元素識別算法,能夠直接輸出元素分布圖;
FireFly在本研究中實現突破性產出
a. 超大樣本光譜采集:單塊樣本最高采集95萬+條完整光譜,單次檢測同步捕捉主量元素(Si/Al/Ca/Fe/Mg)、微量元素(Ti/Ga/Ba/Sr)、輕元素(Li/Be/B),借助CaF分子特征帶實現氟元素定性成像;
b. 輕元素專用二維分布圖:產出Li、Be、B空間分布圖譜,直接定位云母、綠柱石、電氣石等稀有金屬載體礦物,填補TIMA檢測空白區域;
c. 礦物無監督自動分區:不用提前輸入礦物先驗信息,基于全光譜聚類自動分辨石英、鈉長石、白云母、綠柱石等物相,輸出標準化礦物分區圖譜;
d. 微米級礦物環帶精細分析:30 μm高精度掃描模式,清晰分辨白云母核部富Fe、邊緣富Li、表層富集Ti/Ba的三期熱液環帶,還原巖漿-交代-晚期流體完整演化過程;
e. 定量校準數據來源:聚類礦物體積占比與TIMA基準比對,粗粒樣品RMSE誤差僅0.5–0.6,證明FireFly擁有可靠的大面積礦物定量能力。
FireFly&MiniFly LIBS元素分析與成像系統

北京易科泰FireFly & MiniFly LIBS技術通過激光誘導擊穿光譜實現快速無損元素分析,單次測量即可覆蓋元素周期表中幾乎所有元素信息(包括C、N、Li等輕元素)。應用于土壤分析:分析土壤樣本中的元素組成,評估土壤肥力和污染情況;地質勘探:用于巖石和礦物的元素分析,輔助地質勘探和礦物成分研究;金屬材料檢測:分析金屬及其合金中的元素成分,用于材料科學和質量控制;環境監測:監測環境樣本(如沉積物、大氣顆粒物等)中的元素,評估環境污染;生物材料分析:測定生物樣本(如毛發、血液、骨骼、腫瘤等)中的元素,用于生物醫學研究;植物分析:用于植物組織中元素含量的測定,幫助研究植物營養狀況和元素吸收分布及植物在重金屬脅迫下的反應和耐受性。。
EasyChem全自動化學分析儀

EasyChem自動化學分析儀基于全自動比色法,可高效檢測水體、土壤及植物中的總磷、總氮、硝酸鹽、重金屬(如六價鉻、鐵)等污染物,支持多參數同步分析,適用于適用于水體富營養化監測、土壤污染批量篩查、環境應急檢測以及評估農業土壤磷污染或水體富營養化的毒性效應等。此外,其低檢測限和加標回收功能,可精準量化監測成分濃度,為生態風險評價提供可靠數據。
SpectraScan©SWIR-LWIR地礦勘查高光譜成像分析系統

SpectraScan©SWIR-LWIR地礦勘查高光譜成像分析系統,是易科泰光譜成像與無人機遙感技術研究中心,基于SpectraScan©光譜成像掃描平臺技術,集成Specim SWIR、LWIR高光譜成像傳感器,最新推出的一站式地礦勘查高光譜成像解決方案。該系統結構緊湊、兼容性高,無需特別的專業背景即可操作和維護,成像單元光譜范圍覆蓋1000-2500nm短波紅外及8-12μm長波紅外波段,極大滿足地質、礦產、工業、安全等應用領域及地質地球科學、環境監測研究領域的特殊需求,為商業公司和學術研究用戶提供了一種完整、即時可用的低成本、高效益解決方案。
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