用M4 TORNADO研究行星过程

为什么M4 TORNADO用于行星材料分析？

行星材料——包括陨石、太空探索返回的样本（如月球或小行星捕获）或陨石撞击形成的沉积物——都是珍贵的，通常是不可替代的。通过分样和进一步的样品制备销毁这些材料必须保持在最低限度，并且只有在合理的情况下。

使用M4 TORNADO的微XRF光谱可以对主要、次要和痕量元素进行微创的空间表征，自行提供基本信息，并指导进一步的亚采样或微量分析决策，从而从进一步的样品销毁中获得最大收益。

图1-M4 TORNADO是用于地质样品空间元素分析的台式微区XRF光谱仪。

行星材料：陨石和珍贵的任务返回样本

<20µm X射线光斑提供的高空间分辨率，加上能够测量几乎整个元素周期表的痕量浓度，使得必须使用布鲁克M4 TORNADO微区XRF光谱仪对陨石样本进行表征。此外，不需要大量的样品制备，可以在不消耗宝贵样品材料的情况下提供大量细节。

快速元素绘图可以提供：

大量成分信息，以便进行可靠的陨石分类。

通过分析矿物、碎屑或基质材料内部的成分环带，以理解其形成与蚀变过程（包括返回地球后所经历的变化）。

对碎屑或基质区域进行数字隔离，以进行精确的成分量化，从而可以与源体上其他行星样本或地层的潜在相关性进行比较。

除了元素测绘外，提高计数率还可以降低微量元素的检测限，而微量元素是了解一些陨石起源的关键。

在此处了解有关该研究的更多信息：

Crow，C.A.，Tong，C.，Erickson，T.M.，Moser，D.E.，Bell，A.S.，Kelly，N.M.，Prissel，T.C.，Hyde，B.C.（2024）。阿波罗撞击熔融角砾岩14311中月球锆石熔融包裹体的撞击起源。陨石与行星科学，591509-1522。
Huidobro, J., Aramendia, J., García-Florentino, C., Ruiz-Galende, P., Torre-Fdez, I., Castro, K., Arana, G., Madariaga, J.M. (2021). 通过显微拉曼光谱和显微X射线荧光光谱测定的RBT 04262火星陨石的矿物学。拉曼光谱杂志，53450-462。
Li, Y., Mccausland, P.J.A., Flemming, R.L., Osinski. G.R. (2025). 非洲西北部11515混合月球长石-斜长岩角砾岩的岩石学和冲击历史。陨石与行星科学，60347-370。

图注：月球陨石（上图）、火星陨石（下图）和钯铁矿（下图）的微区XRF元素图。

利用最少制备样品的地球化学制图追踪古代撞击溅射层

Barberton绿岩带中的~3Ga喷射层

对古代陨石撞击事件的探测和表征揭示了地球早期表面演化的重要细节。南非的Barberton绿岩带保存了一些最早的关于地球大撞击的物理记录，估计这些撞击发生在大约34亿年前。

使用布鲁克M4 TORNADO微区XRF光谱仪进行元素测绘，可以详细表征珍贵的钻孔岩芯段，这些岩芯段保留了撞击球体层（由熔化目标岩石的大撞击过程中产生的熔融液滴形成的玻璃状球形颗粒）和与撞击相关的地球化学异常。M4 TORNADO能够提供更大范围和更广泛元素的地球化学图像，而不需要SEM所需的子采样。

微区XRF绘图能够确认球体的撞击起源和热液蚀变的后期影响（基于形状和成分），以及揭示沉积后再加工的模式，这为解释地层几何形状提供了更坚实的基础。

在此处了解有关该研究的更多信息：

Goncalves de Oliveira，G.J.，Reimold，W.U.，Crósta，A.P.，Hauser，N.，Mohr Westheide，T.，Tagle，R.，Galante，D.，Kaufman，F.（2020）。南非Barberton绿岩带北部Fairview金矿太古宙撞击球粒层的岩相特征。《非洲地球科学杂志》，162103718。
Hoehnel，D.、Reimold，W.U.、Altenberge，U.、Hofmann，A.、Mohr Westheide，T.、Özdemir，S.、Koebell，C.（2018）。Barberton绿岩带北部（南非）钻孔岩芯CT3中多个太古宙撞击衍生球体层的岩相和微区XRF分析。《非洲地球科学杂志》，138264-288。
Fritz，J.，Tagle，R.，Ashworth，L.，Schmitt，R.T.，Hofmann，A.，Luais，B.，Harris，P.D.，Hoehnel，D.，Özdemir，S.，Mohr Westheide，T.，Koebell，C.（2016）。南非Barberton Mountain Land ICDP钻孔岩芯BARB5的古太古代球体层的无损光谱和石化研究。陨石与行星科学，512441-2458。

图标题：南非Barberton绿岩带内约20厘米钻孔岩芯的微区XRF元素图，暴露出富含球体的层。图修改自Fritz等人（2016）。

北卡罗来纳州拉顿盆地K-Pg边界的地球化学分区

美国西南部拉顿盆地的地层学记录了白垩纪-古近纪（K-Pg）边界保存完好的剖面，该边界由6600万年前希克苏鲁伯撞击事件的喷出物沉积物所定义。喷出物矿床剖面以前被描述为具有双层地层，由较低的玄武岩球状粘土岩层和上覆富含锆石和石英等冲击矿物颗粒的碳质页岩定义。

M4 TORNADO微区XRF光谱仪用于表征K-Pg边界剖面的微观化学地层学，以更详细地确定矿床的性质。M4 TORNADO的一个优点是能够处理更大、准备最少的样本，限制了对大量子样本的需求，并根据可靠数据决定是否需要额外的子样本。此外，通过集成<20µm的X射线光斑和高灵敏度EDS探测器，测量可以在点、沿线和面扫（地图）快速捕获主要、次要和痕量元素。

在整个样品中使用详细的元素映射和线扫描，包括从微区XRF数据计算出的完全量化的成分，揭示了以前在批量采样或SEM图像中看不到的更复杂的分区图。这项研究的一个重要成果是显示了上覆褐煤的详细图像，其中元素富集被解释为来自受影响基底的喷出物（如富集的Zr）和撞击物本身（从Cr和Ni的富集和分区来看）的混合物。这些数据揭示了对主要撞击的动力学和时间尺度及其对行星表面影响的关键见解。