X射線(xiàn)熒光錄井儀

X射線(xiàn)熒光錄井儀 分析原理XRF錄井技術(shù)是建立在兩項成熟理論基礎上的一項新技術(shù)，其理論基礎一個(gè)是X射線(xiàn)熒光分析理論，另一個(gè)是巖石地球化學(xué)理論。

 1X射線(xiàn)熒光分析原理：XRF分析是由X射線(xiàn)管發(fā)出的一次X射線(xiàn)，當施加給X射線(xiàn)管的電壓達到某一高度值，X射線(xiàn)管發(fā)射的一次X射線(xiàn)的能量足以激發(fā)樣品所含元素原子的內層電子，被逐出的電子為光電子，同時(shí)軌道上形成空穴，原子處于不穩定狀態(tài)。此時(shí)，外層高能級的電子自發(fā)向內層躍遷填補空位，使原子恢復到穩定的低能態(tài)，同時(shí)輻射出具有該元素特征的二次X射線(xiàn)，也就是特征熒光X射線(xiàn)。XRF錄井根據熒光X射線(xiàn)的波長(cháng)（能量）和強度對被測樣品中元素進(jìn)行定性和定量分析, 它以計數率即熒光強度為縱坐標，以脈沖幅度即通道號，或X光子能量為橫坐標，得到能量色散型儀器的熒光光譜圖（圖1）。1.2巖石地球化學(xué)理論：地球化學(xué)原理包括元素在地球中賦存特征和遷移規律等諸多方面，地殼元素豐度研究說(shuō)明，雖然地殼元素有90多種，但元素的相對平均含量極不均勻，若按克拉克值遞減的順序排列各種元素，則前兩種分布廣的元素（O（47%），Si）的質(zhì)量占地殼總質(zhì)量的76.5%，前10種元素（O,Si，Al，Fe，Ca，Na，K，Mg，Ti，Mn）的質(zhì)量占99.58%，其余元素的質(zhì)量不超過(guò)地殼總質(zhì)量的0.5%。從組成三大巖性的主要礦物類(lèi)型，進(jìn)而統計其主要元素種類(lèi)列表可以看出，Si、Fe、Ca、K、Al、Mg是組成三大巖性常規礦物的主要元素如下表（表1）。表1  組成三大巖性的X射線(xiàn)熒光錄井儀主要礦物及所含元素列表 
礦物類(lèi)別 分子式 主要元素 火成巖 沉積巖 變質(zhì)巖 
石英 SiO2 Si、O ● ● ● 
長(cháng)石 (K,Na,Ca)AlSi3O8 K、Na、Ca、Al、Si、O ● ● ● 
云母 K(Mg,Fe,Al)3[AlSi3O8][OH]2 K、Mg、Fe、Al、Si、O、H ● ○ ● 
角閃石 (Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al)Si3O11]2[OH]2 Ca、Na、Mg、Fe、Al、Si、O、H ● 
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輝石 Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)2O6] Ca、Mg、Fe、Al、Si、O ● 
 
 
橄欖石 (Mg,Fe)2[SiO4] Mg、Fe、Si、O ● 
 
 
高嶺石 Al4[Si4O10][OH]8 Al、Si、O、H 
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蒙脫石 (Na,Ca)(H2O)4｛(Al2-x,Mgx)2［(Si,Al)4O10］(OH)2｝ Na、Ca、Al、Mg、Si、O、H 
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伊利石 K0.75(Al1.75,Mg,Fe)[Si3.l0.5O10](OH)2 K、Al、Mg、Fe、Si、O、H 
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海綠石 (K,Na,Ca)1.2-2(Fe,Al,Mg)4[Si7-7.6Al0.4-1O20][OH]4 K、Na、Ca、Fe、Al、Mg、Si、O、H 
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綠泥石 (Mg,Fe,Al)3[(Al,Si)4O10][OH]2(Mg,Fe,Al)2[OH]6 Mg、Fe、Al、Si、O、H 
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方解石 CaCO3 Ca、C、O 
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白云石 CaMg[CO3]2 Ca、Mg、C、O 
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從上表可以看出不同沉積類(lèi)型所關(guān)注的元素種類(lèi)不同，在砂泥巖剖面中，主要關(guān)注Si、Al、Ca等元素，Si元素反映了砂巖儲層的巖石類(lèi)型，Al元素反映了泥質(zhì)含量，Ca元素反映了砂巖儲層的碳酸鹽膠結程度。只有3種元素都準確可靠，才能在儲層評價(jià)中發(fā)揮作用。在碳酸鹽巖剖面中，主要關(guān)注Ca、Mg、Si等元素，Ca元素反映了灰質(zhì)含量和灰巖純度，Mg元素反映了白云質(zhì)含量和白云巖純度，Si元素反映了陸源碎屑物含量。只有3種元素都準確可靠，才能在巖性識別和儲層評價(jià)中發(fā)揮作用。在火成巖剖面中，主要關(guān)注Si、Fe、Ti、Na、K、Ca、Mg等元素，這些元素在火成巖的識別、巖石化學(xué)計算和巖石類(lèi)型圖版分析中都起著(zhù)關(guān)重要的作用。2、應用領(lǐng)域目前已經(jīng)研究證實(shí)應用有效的領(lǐng)域包括巖性識別、沉積相分析、物性評價(jià)等2.1巖性識別：在砂泥巖剖面中利用Si、Al比值的大小和變化特征來(lái)識別砂巖和泥巖，碳酸鹽巖剖面中利用Si、Al、Ca、Mg等元素的含量來(lái)識別白云巖、石灰巖、砂巖和泥巖，在火成巖剖面利用Ba、Al、Fe的含量來(lái)識別火成巖和砂泥巖。2.2沉積相分析：Mn/Ti和Mn/Al比值是沉積速率的良好指示劑，Al和Ti是陸源的代表性元素，而Mn則是典型的大洋型沉積元素，在沉積作用過(guò)程中，沉積物與介質(zhì)之間存在著(zhù)復雜的地球化學(xué)平衡，不同元素在不同環(huán)境中的含量和比值就會(huì )存在差異。下面是常用的幾種環(huán)境判別的元素比值地球化學(xué)標志。地球化學(xué)家把(K2O+Na20+CaO)／Al203作為指示化學(xué)風(fēng)化作用強度的一個(gè)地球化學(xué)指標，比值越小，風(fēng)化作