内蒙古每年可开采多达100 t黄色至无色的长石， 且透明度良好、 分布集中， 加以处理以顺应市场需求， 固阳长石可作为极具发展前景的宝石资源。 采用激光拉曼光谱、 X射线荧光光谱、 傅里叶变换红外光谱、 电子探针一系列测试技术， 以及常规宝石学测试方法对内蒙古固阳县长石的基本宝石学特征、 化学组成成分及振动光谱特征等进行了系统的研究。 结果表明， 该产地长石原石样品的晶形大多是成砾石状， 折射率为1.555～1.570， 双折射率为0.008~0.010， 密度在2.65～2.68 g·cm-3， 样品的紫外荧光特征显示， 在长波（365 nm）和短波（254 nm）下均为惰性。 X射线荧光光谱仪分析表明， 所有样品中均含有一定量的Al、 Si、 Ca， 以及少量的Ti、 Fe、 Mn、 Mg和Sr。 根据电子探针测试结果计算长石的化学分子式及端元组分比例可知， 该类样品属于中长石。 长石的红外吸收谱峰主要位于1 200～400 cm-1之间。 其中从钠长石到钙长石， 随长石牌号递增， 在红外吸收光谱中则表现为: 590和650 cm-1的吸收峰均向低波数范围偏移， 分别偏移至575 cm-1±和624 cm-1±处， 本文研究的固阳中长石， 两处的吸收峰分别位于578和632 cm-1处， 符合长石序列红外光谱变化的特征, 属典型中长石红外吸收光谱特征。 该类长石的拉曼谱峰主要由102、 186、 290、 489、 516、 572和800 cm-1七个主要的拉曼谱峰组成。 其中450 cm-1以下的102、 186和290 cm-1谱峰是由金属阳离子和氧（［M—O］）之间的振动， 290和490 cm-1两处拉曼峰的分裂程度可以指示硅酸盐矿物中Al/Si的有序度。 489、 516和572 cm-1处拉曼峰属O—Si（Al）—O的弯曲振动频谱和Si—Obr—Si（Al）的反对称伸缩。 与其他产地长石对比分析可作为鉴别依据之一。 基于以上分析， 进行了此种长石的组成成分与主要结构的分析和探讨。

近期在广州荔湾珠宝市场出现一种具黄、 黑条带的玉石品种, 因其花纹形如黄蜂, 商家称之为“黄蜂石”。 “黄蜂石”的条纹状结构与缟玛瑙的条带状纹理非常相似, 容易混淆。 对“黄蜂石”进行显微岩相学、 X射线粉晶衍射、 电子探针、 红外吸收光谱及拉曼光谱等分析, 旨在探求其基本物理性质、 矿物组成, 以及谱学特征。 结果显示: “黄蜂石”以灰白、 黄橙、 黑色为主, 莫氏硬度3~5, 相对密度2.58~2.73, 长波紫外光下具弱黄色荧光, 与稀盐酸反应起泡。 显微岩相学分析显示, “黄蜂石”基质为方解石, 呈不规则粒状, 粒径0.02~0.3 mm, 粒状、 纤维状结构。 “黄蜂石”中CaO的含量约为53.64%～56.66%, FeO的含量约为2.23%~3.62%, MgO的含量约为1.05%~1.79%, 部分测试点中出现As和S元素。 样品中Mg/Ca摩尔百分比为2.59%~4.68%, 为低镁方解石。 红外吸收光谱分析显示, “黄蜂石”的红外光谱特征吸收峰与碳酸盐类矿物理论值一致, 为1 514, 1 427, 881和710 cm-1, 由［CO3］2-不对称伸缩振动、 面内弯曲振动以及面外弯曲振动导致; 黑色矿物中存在黄铁矿的特征峰1 123, 1 050, 423, 1 123和1 050 cm-1为S-S伸缩振动, 423 cm-1为Fe2+-［S2］2-伸缩振动。 拉曼光谱分析显示, 样品的黄色部分中除具方解石的拉曼位移1 083, 713, 282和157 cm-1外, 还有副雄黄的拉曼峰346, 233和184 cm-1; 橙红色部分显示雄黄的拉曼特征峰338, 221及184 cm-1, 338 cm-1由S-As-S伸缩振动所致, 221 cm-1属于S-As-S弯曲振动结合As-S伸缩振动产生, 184 cm-1与As-As伸缩振动相匹配。 X射线粉晶衍射分析结果与红外吸收光谱、 拉曼光谱等测试结果一致, 即“黄蜂石”的主要矿物是方解石, 次要矿物为黄铁矿、 雄黄及副雄黄等, 根据国家标准可定名为“碳酸盐质玉”。

中医临床常用生石膏(CaSO4·2H2O)治疗发热疾病, 通过对石膏显微晶体特征和微量元素特征的研究, 提出了微量元素锶(Sr)是石膏降温重要影响元素的假说。 实验通过偏光显微镜(optical polarized light microscopy, OPLM)、 X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、 电子探针微区分析(electron probe microanalysis, EPMA), 电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)等方法分析了来自五个产地33批石膏药材的显微晶体结构和微量元素组成。 OPLM分析结果显示: 石膏的显微晶体形态主要为长柱状和纤维状, 且和石膏的产地密切相关。 按传统要求认为品质好的样品, 其显微颗粒较大。 XRD分析结果显示: 除1批样品含有石英杂质, 其余样品在XRD下均未见其他矿物杂质。 EPMA分析结果显示: 石膏样品中主要矿物为石膏, 次要矿物为硬石膏, 两者呈现共生关系。 微区图像中的硬石膏矿物没有确定的晶形, 硬石膏和石膏的接触面都是不规则状曲线, 推测样品中包含的硬石膏不是原生的硬石膏, 而是石膏矿物在成矿后期转化而来。 ICP-MS分析结果显示: 微量元素锶(Sr)在石膏中含量较高, 是所有微量元素中绝对含量最高的, 与原始地幔中微量元素含量的对比结果显示, Sr元素在石膏样品中是最为稳定富集的微量元素, 它比原始地幔富集6倍以上, 最高到176倍。 石膏微区点位的CaO/SrO分析结果显示锶(Sr)元素在石膏中呈统计式均匀分布, 在石膏中主要以类质同象混入物的形式存在。 在随后进行的石膏水溶液中Sr元素含量测定的结果显示, 锶(Sr)在石膏煎煮液及石膏混悬液中的溶出量达到了理论值的2～4倍。 临床上大剂量使用石膏并先煎的方法, 可以促进Sr2+的溶出。 因为Sr2+具有抑制Na+的作用, 据此提出石膏降温的假说: 应用石膏降温时, Sr2+和Ca2+同时溶出, Sr2+抑制机体对Na+的吸收, 同时增加对机体Ca2+的供给, 共同调节发热的正调节介质Na+/Ca2+的比值, 石膏降温的物质基础是Sr元素和Ca元素共同的作用。

采用X射线衍射(XRD)技术和电子探针微区分析(EPMA)技术针对中药炉甘石煅制前后锌、 铅元素的赋存形态及分布特征进行了研究, 探明了煅制对炉甘石中锌、 铅元素赋存状态及分布的改变, 为后续水飞减除铅元素的机理研究提供了理论依据。 测试结果显示： 21批次炉甘石(生品)中的锌元素以主矿物水锌矿［Zn5(CO3)2(OH)6］和杂质矿物异极矿［Zn4(OH)2(H2O)(Si2O7)］为主要赋存形态, 偶见菱锌矿(ZnCO3); 炉甘石(生品)的背散射电子图谱及元素分布数据显示： Zn和Pb元素同时分布的区域为水锌矿, Zn和Si元素同时分布的区域为异极矿, Ca和Mg元素同时分布的区域为白云石, Ca元素单独分布区域为方解石。 在炉甘石(生品)中, Pb主要分布于水锌矿中且分布相对均匀, Pb元素的分布与水锌矿中的Zn元素密切相关。 大量水锌矿的微区点位的电子探针定量分析结果显示： 各不同点位中的ZnO/PbO含量的比值趋于定值, Pb在水锌矿中呈统计式均匀分布, 说明Pb在水锌矿中主要以类质同象混入物的形式存在。 但是炉甘石(生品)中的异极矿、 方解石及白云石等杂质矿物中铅元素含量极低甚至检测不到。 炉甘石煅烧后水锌矿晶格中的Zn和Pb分别生成了ZnO和PbO。 Zn元素在炉甘石煅制品中主要以氧化锌(ZnO)形式存在, 少部分以杂质矿物硅酸锌(Zn2SiO4)形式存在, 呈较连续状态分布。 Pb元素在炉甘石煅制品中主要以氧化铅(PbO)的形式存在, 呈星点状分布, 与Zn元素的分布未呈现相关性, 说明Pb在炉甘石煅制品中是以独立矿物形式存在的。 煅烧破坏了水锌矿的晶格结构, 在改变锌、 铅化合物形态的同时, 更改变了锌、 铅的分布特征, 打破了炉甘石中锌、 铅的共生状态, 使水飞减除铅元素成为可能。

采用电子探针显微分析(EPMA)技术分析和研究了强激光辐照前后连续熔炼钕玻璃中铂金颗粒的各种形态。强激光辐照后的铂金颗粒夹杂物呈现出3种典型的EPMA形貌,这是铂金颗粒吸收激光能量引起的热应力和蒸气压共同作用的结果,钕玻璃的热力学性质对其形态也有一定影响。对比锆和锡夹杂物的EPMA分布特性可以发现铂、锆、锡被共同包裹的现象。

绿泥石矿物广泛发育于各种岩石和地质环境中, 其化学成分的变化, 可反映出其形成时的物理化学条件及其光谱特征的变化。 为了探索矿物光谱特征与其矿物化学成分间的内在关联性, 为利用高光谱技术探测矿物微观信息提供基础依据。 通过薄片显微分析, 鉴定了岩石样品中的矿物种类及矿物组合特征, 圈定出典型的绿泥石矿物颗粒和划分了绿泥石的产状特征; 并利用现代电子探针微区分析技术, 测定了16件岩石样品中共146个具有典型代表性的绿泥石矿物颗粒的化学成分, 据此计算了其n(AlⅣ), n(AlⅥ), n(Fe), n(Mg)与Fe/(Fe+Mg)比值等相关化学参数; 此外对测量的岩矿光谱进行分析, 提取了岩石样品中绿泥石矿物的特征光谱参量。 在以上基础上, 对绿泥石矿物的光谱特征参量和其主要晶体化学参数的关系进行分析研究, 研究表明绿泥石矿物的诊断性特征吸收波长位置随绿泥石中Fe离子含量的增加而向长波方向移动。 研究结果对于利用高光谱遥感技术进行蚀变矿物及造岩矿物种类、 成分及结构特征的识别和探测具有重要的指导意义。

南秦岭沙河湾石英二长岩中的钾长石、 榍石和锆石具有明显的成分环带。 利用电子探针（EPMA）波谱仪（WDS）、 扫描电子显微镜（SEM）及其附带的能谱仪（EDS）和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）对造岩矿物环带钾长石、 榍石和锆石的显微结构与微区组成进行表征。 结果表明: 钾长石中K+被Na+, Ca2+, Ba2+, Fe2+和Ce3+不同程度替代。 榍石中Ca2+被V3+, Ce3+和Ba2+等替代, Ti4+被Fe2+和Al3+等替代。 锆石含Fe, Th, U, Nb, Ta, Y, Hf, Yb和Pb等稀土和微量元素。 钾长石中元素浓度由高到低为Si, Al, K, Ca, Na, Mg和Ba, 其中K和Na互补, 较亮处Ba含量高, 越靠近边缘, Si升高、 K升高与Na降低趋势越明显。 榍石中元素浓度由高到低为Ca, Si, Ti, Ba, V, Ce, Al和Fe, 较亮处Fe含量较高。 锆石中元素浓度由高到低为Zr, Si, Nd, Ce, Hf, U, Pb和Th, Hf与Zr呈明显的互补关系, 核部Zr含量较边部高, 核部Hf、 U和Th含量较边部低。

采用蒙特卡罗理论模拟加速电子在氮铝镓晶体薄膜中的运动轨迹，研究加速电压与高能电子所能达到样品深度的数学关系，并通过紫外可见光透射法获得晶体薄膜的光学厚度。根据理论模拟结果，选择合适于本样品的加速电压、电流与电子束直径等实验条件，电子探针波谱法测定AlxGa1-xN薄膜中铝元素含量，由两个电子探针实验室进行分析，每个实验室测量6个样品，共12个样品。从重复性测量、X射线强度、物理参数、校准用标准物质及仪器检测限等因素，对电子探针波谱法测量AlxGa1-xN薄膜材料中铝含量的测量不确定度进行分析。研究结果表明电子探针波谱法测量AlxGa1-xN晶体薄膜组分（x=0.8）的相对测量不确定度为2.7×10-2，包含因子k=2。