AS專輯丨微區(qū)微束新技術(shù)助推嫦娥五號月壤研究
發(fā)布時間:2022-03-11 閱讀次數(shù)：654次
微區(qū)分析是目前各研究領(lǐng)域常用的研究方式，島津可提供多維度的解決方案，部分解決方案如下：
?島津掃描探針顯微鏡SPM-Nanoa
★自動觀察
★功能先進
★省時高效
?島津場發(fā)射電子探針EPMA-8050G
★優(yōu)越的空間分辨率：二次電子圖像分辨率3nm
★大束流更高靈敏度分析：加速電壓30kV時可達(dá)3μA，特有的52.5°高X射線取出角設(shè)計，大幅提高測試靈敏度
★高分辨率分析：Johanson型全聚焦晶體，無像差
?島津Kratos全自動、多技術(shù)成像型X射線光電子能譜儀（XPS）Axis Supra+
★優(yōu)秀的元素化學(xué)狀態(tài)分析能力
★卓越的元素化學(xué)狀態(tài)成像空間分辨率-1um
★自動化技術(shù)
?島津多功能X射線衍射儀XRD-7000
★高精度垂直測角儀
★高穩(wěn)定性X射線發(fā)生器
★X射線防護本質(zhì)安全
★豐富的配
?激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀（LA-ICP-MS）
★原位元素成像分析
★高靈敏度
★ICP-MS軟件直控LA產(chǎn)品
以下內(nèi)容轉(zhuǎn)載自公眾號：Atomic Spectroscopy
2020年12月17日凌晨，中國嫦娥五號返回器在內(nèi)蒙古四子王旗著陸，這是繼美國阿波羅(Apollo)和前蘇聯(lián)月球號(Lunar)計劃后，時隔44年人類再次從月球帶回珍貴樣品，舉國歡騰，舉世矚目！
2021年7月12日，首批嫦娥五號月壤樣品正式發(fā)放，拉開返回樣品精細(xì)研究的序幕！截至目前，月壤樣品已發(fā)放了三個批次，國內(nèi)30多家科研單位共計獲得44.8577克樣品，正相繼開展科學(xué)研究工作。
2021年10月8日，中國地質(zhì)科學(xué)院在國際學(xué)術(shù)期刊《Science》上發(fā)布首個嫦娥五號月球樣品研究成果。2021年10月19日，中國科學(xué)院發(fā)布首批嫦娥五號月球樣品研究系列成果，3篇《Nature》論文當(dāng)天同期上線！
科學(xué)引領(lǐng)，技術(shù)先行！嫦娥五號月壤研究成果的快速產(chǎn)出，既依賴于中國科學(xué)家對月球演化等前沿科學(xué)問題的精準(zhǔn)把控，也得益于多種微區(qū)微束分析方法的精妙組合和應(yīng)用。為助推中國嫦娥五號月壤研究，在《Atomic Spectroscopy》主編李獻(xiàn)華院士提議和指導(dǎo)下，由楊蔚研究員、李金華研究員、李雄耀研究員和何永勝教授共同擔(dān)任Guest Editors，以“Microanalytical Techniques for Extraterrestrial Samples”(地外樣品微區(qū)微束分析技術(shù))為主題，在AS上連續(xù)組織兩期相關(guān)專輯(2022, Issue 43, No.1 和 No. 2)，詳細(xì)地論述這些先進的微區(qū)分析技術(shù)，并通過實例展示其在嫦娥五號月壤和隕石等珍貴地外樣品研究中的潛力。
2022年2月25日正式出版的第一期“Microanalytical Techniques for Extraterrestrial Samples (Part I)” (www.at-spectrosc.com)，包含 9篇Articles和1篇Review。
AS 封面：月壤及地外樣品微區(qū)分析專輯(Part I)
01
光學(xué)成像方法具有非接觸、快速、高精度等優(yōu)點，一直是生物標(biāo)本和礦物材料測試的主要工具之一。西安交通大學(xué)雷銘團隊自2015年首次提出了高分辨全彩色三維光切片結(jié)構(gòu)光照明顯微系統(tǒng)，其憑借空間分辨率高、成像速度快、光毒性小、三維成像能力強等優(yōu)點，迅速成為活體生物組織超分辨動態(tài)成像和結(jié)構(gòu)觀察中真彩色三維快速成像的有力工具，受到了國內(nèi)外眾多科研機構(gòu)的廣泛關(guān)注。在《Reconstructing the Color 3D Tomography of Lunar Samples(月球樣品的彩色三維光學(xué)切片重建)》一文中，雷銘教授及其團隊成員改進了高分辨彩色三維顯微系統(tǒng)(專利號ZL202010061033.2)，實現(xiàn)了對具有復(fù)雜突變結(jié)構(gòu)樣品的高動態(tài)彩色三維成像。利用系統(tǒng)特有的寬動態(tài)范圍、低熱損傷效應(yīng)和高速三維成像能力，首次對模擬月壤和月球隕石NWA 11474標(biāo)本進行了大視場彩色三維成像，獲得了樣品表面的高分辨彩色三維形貌(圖1)。該技術(shù)為無損分析嫦娥五號月壤提供了一種新思路，有望成為進一步探究月球地質(zhì)演化過程的新工具。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.009
圖1. 月球隕石NWA 11474的彩色光切片三維成像結(jié)果。(a)-(c）上視圖、左視圖和正視圖;(d）三維形貌分布和沿直線處的高度曲線;(e）-(n）局部放大圖及其三維形貌分布。
02
原子力顯微鏡（AFM）是一種觀察微觀表面形態(tài)的有力工具，還用于探測電、磁、范德華、粘附和化學(xué)相互作用。AFM是少數(shù)能夠在微觀尺度上測量顆粒粘附力的方法之一：通過將顆粒修飾至AFM探針針尖，可測量顆粒與界面接觸時二者間的相互作用力，已廣泛應(yīng)用于微納尺度顆粒與界面粘附特性研究中。受限于大氣環(huán)境中氣體吸附的干擾，傳統(tǒng)AFM粘附力測量實際上得到的是顆粒-吸附氣體-界面三者之間的粘附力，極大地限制了其在行星科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，也阻礙我們正確認(rèn)識無大氣行星或小行星表面細(xì)粒風(fēng)化物的粘附特性。在《An Improved Method of Adhesion Force Measurement by Atomic Force Microscopy (AFM) (一種改進的AFM測量粘附力的方法)》文章中，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所李雄耀團隊提出了一種基于高真空AFM設(shè)備排除顆粒表面氣體吸附物對其粘附特性影響的新技術(shù)(圖2)。在保持顆粒物性不變的前提下，詳細(xì)地探討了環(huán)境壓力與溫度對顆粒表面吸附物的影響，在優(yōu)化的溫壓條件(排除氣體吸附物所需)下，模擬樣品測量結(jié)果與理論模型預(yù)測值具有高度的一致性，表明該技術(shù)可準(zhǔn)確測定無大氣星體表面顆粒粘附力。該方法可應(yīng)用于嫦娥五號月塵的粘附特性研究，為進一步認(rèn)識月球表面塵埃環(huán)境提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.011
圖2 排除吸附氣體干擾后，在控溫控壓條件下使用AFM測量顆粒粘附力
03
原位微區(qū)X射線衍射技術(shù)(In-situ Micro-XRD)具有無損、準(zhǔn)確、制樣靈活和空間分辨率高等優(yōu)點，非常適合珍貴地外樣品(如月壤)的分析研究。現(xiàn)有對于月球隕石、阿波羅樣品的研究和月球模擬場計算均表明，非晶態(tài)物質(zhì)是月球表層土壤的重要組成部分。月壤中玻璃組分的成因及分布，對深入了解和認(rèn)識月球的起源和演化、月表太陽風(fēng)和微隕石轟擊等作用具有重要意義。但其粒徑細(xì)小、來源多樣以及共生關(guān)系復(fù)雜等特點，目前仍沒有很好的手段和方法可對其進行系統(tǒng)地研究。在《In-situ Micro-XRD Methods for Identifying Glass and Minerals in Extraterrestrial Samples(原位微區(qū)XRD鑒定地外樣品中玻璃和礦物)》一文中，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所馬靈涯團隊基于Rigaku D/MAX RAPID-V微區(qū)衍射技術(shù)對包括月壤樣品集合體、似單晶顆粒及制靶樣品在內(nèi)的多種形態(tài)的月壤樣品(No. CE5C0000YJYX023 和 No. CE5C0000YJYX125)進行了原位分析，探究不同類型樣品最佳的制樣和測試方法(圖3)，并對大量測試結(jié)果進行歸類分析和總結(jié)。發(fā)現(xiàn)在嫦娥五號月壤中非晶物質(zhì)與輝石、長石等礦物廣泛共生，且玻璃質(zhì)以覆層或基質(zhì)的形式充填于礦物碎屑之間。作者認(rèn)為月壤樣品中的玻璃可能是在月球經(jīng)歷的頻繁和強烈的撞擊事件中，由沖擊變質(zhì)熔融或蒸發(fā)沉積等過程產(chǎn)生。上述研究表明樣品顆粒不同的有序度和玻璃含量，可作為推斷撞擊中心或火山噴發(fā)中心的證據(jù)之一。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.016
圖3 兩種微區(qū)衍射放樣方法及其2D-1D衍射結(jié)果
04
電子探針顯微分析（EPMA）可用于微小固體物質(zhì)的原位化學(xué)組分分析，具有高空間分辨率（~1 μm）、快速、無損和基體效應(yīng)小等優(yōu)點。經(jīng)過70年軟硬件的蓬勃發(fā)展，EPMA已成為研究地球與行星物質(zhì)組成最有效的微束分析技術(shù)之一。微量元素和鐵價態(tài)分析是當(dāng)前EPMA顯微分析的兩類國際前沿技術(shù)。在文章《High-Precision Measurement Of Trace Level Na, K, P, S, Cr, And Ni In Lunar Glass Using Electron Probe Microanalysis(電子探針高精度測試月球玻璃珠中微量Na、K、P、S、Cr和Ni)》中，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所電子探針與掃描電鏡實驗室的陳意團隊建立了EPMA測試月球玻璃珠微量Na、K、P、S、Cr和Ni的分析方法(圖4)。在最佳測試條件下(加速電壓20 kV、束流100 nA、束斑直徑10 μm、線性背底模式、大晶體和多譜儀計數(shù)方式、總分析時間10 分鐘等)，獲得了優(yōu)異的分析性能：檢測限降低至17-96 ppm (3σ)、分析精度優(yōu)于10% (2σ)。該無損高分辨技術(shù)可同時獲得月球玻璃珠樣品中主量和部分微量元素含量，為嫦娥五號月球及地外樣品的地球化學(xué)組成和演化研究提供高質(zhì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.001
圖4 電子探針高精度測試月球玻璃珠成分的方法示意圖
05
Fe3+/∑Fe分析是電子探針顯微分析(EPMA)的另一項前沿技術(shù)，該技術(shù)與微量元素分析技術(shù)相對獨立，需對同一礦物進行多次分析分別獲得微量和價態(tài)信息。在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所陳意團發(fā)表另一篇電子探針分析技術(shù)文章《Simultaneous In-Situ Determination Of Major, Trace Elements And Fe3+/∑Fe In Spinel Using EPMA(電子探針同步分析尖晶石主量、微量元素和Fe3+/∑Fe)》中，作者全面評估了七件尖晶石的成分均一性，并利用不同測試方法(EPMA、LA-ICP-MS、XRF和穆斯堡爾譜)對該套尖晶石標(biāo)樣進行主量、微量元素和Fe3+/ΣFe進行定值(圖5)。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)了尖晶石微量元素(Zn、Co、Ni、Mn、V、Ti)高精度EPMA方法，該方法合理地提高加速電壓和束流，延長測試時間，并對分光晶體的分配、峰值背景值的設(shè)定、峰位干擾校正以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的選用等方面進行了系統(tǒng)優(yōu)化，將微量元素的檢出限進一步降低至16-55 ppm (3σ)，微量元素分析精度優(yōu)于6% (1σ)。同時依據(jù)該套尖晶石標(biāo)樣的鐵價態(tài)信息(Fe3+/ΣFe介于 0.073~0.271)，利用二次標(biāo)樣校正法獲得了未知尖晶石樣品的Fe3+/ΣFe比值，其精度(±0.04，2σ)明顯優(yōu)于已有的文獻(xiàn)報道。該方法可為月球、火星和小行星等地外樣品和地球樣品中的尖晶石提供高精度的化學(xué)成分信息(主量、部分微量和Fe3+/ΣFe比值)，用于研究行星氧逸度、物質(zhì)源區(qū)和巖漿演化等關(guān)鍵科學(xué)問題。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.002
圖 5 電子探針同步分析尖晶石主量、微量元素和Fe3+/∑Fe。a. 月壤顆粒的聚焦離子束(FIB)制樣位置；b. np-Fe0的俄歇電子能譜圖；c. FIB超薄片的掃描透射明場電子圖像 ；d. 月壤顆粒中不同含鐵相的電子能量損失譜圖。
06
納米級單質(zhì)金屬鐵(nanophase iron particles, np-Fe0) 是太空風(fēng)化作用的特征產(chǎn)物，對月球的反射光譜遙感探測具有重要影響。然而，對于np-Fe0的形成原因，當(dāng)前的研究結(jié)果主要基于Apollo樣品與少量月球角礫巖隕石，并歸結(jié)于隕石、微隕石撞擊引起的蒸發(fā)沉積作用以及可能的太陽風(fēng)粒子輻射引起的濺射離子沉積作用。在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所李陽團隊的一篇文章《In Situ Investigation Of The Valence States Of Iron-Bearing Phases In Chang’E-5 Lunar Soil Using FIB, AES, And TEM-EELS Techniques (應(yīng)用FIB、AES和TEM-EELS聯(lián)合技術(shù)原位測定嫦娥五號月球土壤中含鐵相的價態(tài))》中，作者分析和排除了地球環(huán)境對嫦娥五號月壤(No. CE5C0400YJFM00505)中含鐵相的污染和氧化，并利用透射電子顯微鏡-電子能量損失譜儀對np-Fe0及其周圍鐵鎂硅酸鹽礦物與玻璃基質(zhì)中Fe2+與Fe3+的納米級尺度分布與賦存特征開展了深入分析，獲得了np-Fe0歧化反應(yīng)成因的初步證據(jù)(圖6)。該技術(shù)對np-Fe0成因機制，鐵元素的微區(qū)地球化學(xué)行為以及氧化還原環(huán)境演變過程的研究具有重要意義，可廣泛應(yīng)用于月壤等地外樣品以及傳統(tǒng)地球樣品的分析和研究中。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.014
圖6. 應(yīng)用FIB、AES和TEM-EELS聯(lián)合技術(shù)原位測定嫦娥五號月球土壤中含鐵相的價態(tài)。a. 月壤顆粒的聚焦離子束(FIB)制樣位置；b. np-Fe0的俄歇電子能譜圖；c. FIB超薄片的掃描透射明場電子圖像 ；d. 月壤顆粒中不同含鐵相的電子能量損失譜圖
07
月球樣品形成年齡（包括月球隕石和太空任務(wù)期間收集的月球樣本）對確定地月系統(tǒng)的演化歷史至關(guān)重要。采用微區(qū)分析技術(shù)測定富U礦物相（如斜鋯石或磷灰石等）的U-Pb年齡是目前獲得月球或其他地外樣品年齡的主要手段，但大多數(shù)隕石樣品是超鎂鐵質(zhì)或鎂鐵質(zhì)成分，富U礦物相在樣品中稀少且微小。而地外樣品中主要礦物相，如斜長石、輝石、鈦鐵礦或玻璃質(zhì)等則可以考慮利用Rb-Sr放射性衰變體系獲取其Rb-Sr等時線年齡。在In Situ Rb-Sr Dating Of Lunar Meteorites Using Laser Ablation MC-ICP-MS（激光剝蝕MC-ICP-MS原位Rb-Sr定年分析月球隕石樣品）》一文中，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）張文和胡兆初團隊系統(tǒng)地研究了LA-MC-ICP-MS微區(qū)原位Rb-Sr測年技術(shù)用于月球隕石定年的可行性（圖7）。實驗結(jié)果表明斜長石、輝石、鈦鐵礦或玻璃質(zhì)等主要礦物具有含量低且變化大的87Rb/86Sr比值，在古老隕石樣品中（>1Ga）可以積累一定的放射性成因87Sr。所開發(fā)的LA-MC-ICP-MS技術(shù)可準(zhǔn)確地識別出由87Rb衰變引起的87Sr/86Sr變化，并結(jié)合本課題組開發(fā)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)（Iso-Compass）建立了樣品剝蝕區(qū)域內(nèi)87Rb/86Sr與87Sr/86Sr的線性關(guān)系，實現(xiàn)了低Rb/Sr樣品的微區(qū)原位Rb-Sr等時線年齡測定。該方法應(yīng)用于兩塊不同巖性的月球隕石（玄武質(zhì)隕石NWA 10597和橄欖輝長巖NWA 6950）中的斜長石、輝石、鈦鐵礦和玻璃等礦物相年齡測定，所獲得Rb-Sr等時線年齡（2984 ± 43 Ma for NWA 10597 和3149 ± 20 Ma for NWA 6950）與文獻(xiàn)報道采用SIMS使用其他放射性測年體系的結(jié)果（2990-3032 Ma for NWA 10597 and 3210-3187 Ma for NWA 6950）相一致。該技術(shù)可為未來開展地外天體樣品年代學(xué)研究提供新的技術(shù)手段。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.007
圖7 激光剝蝕MC-ICP-MS原位Rb-Sr定年分析月球隕石樣品
08
大型二次離子質(zhì)譜(LG-SIMS)具有微米級高空間分辨率(~1 μm)、近無損剝蝕和高的質(zhì)量分辨率(可達(dá)4萬)等優(yōu)越性能，被譽為微區(qū)地球化學(xué)分析界的“核武器”。二十年來中國的LG-SIMS分析技術(shù)發(fā)展迅速，在含U-Th礦物定年、穩(wěn)定同位素及低含量揮發(fā)份等方面均達(dá)到了世界同類實驗室的先進水平。在《SIMS Zircon Hydrogen Isotope And HO Content Analyses And Reference Material Development(二次離子質(zhì)譜測定鋯石氫同位素組成和水含量及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)開發(fā))》一文中，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所夏小平團隊報道了新開發(fā)的SIMS超低背景下鋯石氫同位素和水含量同時測定技術(shù)，并新研制成功的國際上第一套鋯石氫同位素參考物質(zhì)(D15395和D15814)(圖8）。該技術(shù)為研究地外樣品的揮發(fā)份，尤其是水的含量和來源提供了新的研究手段。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.006
圖8 鋯石Temora 2的H2O含量與δD值的LG-SIMS測量結(jié)果。不確定度為±1SE(標(biāo)準(zhǔn)誤差)
09
納米離子探針(NanoSIMS)是具有極高空間分辨率的二次離子質(zhì)譜儀，在橄欖石等樣品的水含量分析中具有不可替代的優(yōu)勢。橄欖石是上地幔的主要組成礦物，對橄欖石中水含量的研究有助于理解行星演化的動力學(xué)過程。它屬于名義無水礦物(水含量為ppm級)，并且多發(fā)育成分環(huán)帶(典型寬度為5~20μm)，對橄欖石中水含量的研究有助于理解行星演化的動力學(xué)過程。因此，精準(zhǔn)測定橄欖石中的水含量需要具有低本底和高空間分辨特征的原位分析方法。對于二次離子質(zhì)譜而言，所采用的一次束流能量越低，得到的束斑尺寸越小，儀器的空間分辨率就越高；但是，獲得的測試本底也越高?？上攵?，同時保有低本底和高空間分辨具有極大的挑戰(zhàn)性。以往的NanoSIMS研究可以滿足低本底(<10 ppm)條件下10~30 μm的空間分辨。在《High-Spatial-Resolution Measurement of Water Content in Olivine Using NanoSIMS 50L(利用NanoSIMS 50L建立高空間分辨的橄欖石水含量分析方法)》一文中，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的郝佳龍和楊蔚團隊利用CAMECA NanoSIMS 50L，將橄欖石水含量分析方法的空間分辨提高至6 μm(提高了~2倍)。該方法通過優(yōu)化納米離子探針的一次離子束參數(shù)和分析條件，測試了水含量為11.2~70.6 ppm的橄欖石標(biāo)準(zhǔn)樣品(KLB-1、ICH-30和Mongok)，并將San Carlos橄欖石作為本底監(jiān)測標(biāo)樣，獲得了~6 μm的空間分辨率和6±2 ppm的水含量本底(圖9)。該方法是當(dāng)前低本底(<10 ppm)水含量原位分析方法中的空間分辨率最優(yōu)者，已應(yīng)用于嫦娥五號月壤樣品中橄欖石微細(xì)區(qū)域的水含量分析，并可借鑒于其他名義無水礦物的水含量分析中。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.004
圖9 高空間分辨率低本底的橄欖石水含量NanoSIMS分析技術(shù)
10
同步輻射光具有超高亮度、高準(zhǔn)直性和寬頻譜等特性，被譽為認(rèn)識微觀世界的“人類神光”。經(jīng)過60多年發(fā)展，同步輻射裝置已歷經(jīng)三代，成為材料、信息、生命和地球科學(xué)等領(lǐng)域前沿科學(xué)研究強有力工具。在眾多同步輻射X-射線技術(shù)中，掃描透射X-射線顯微學(xué)(STXM)技術(shù)，因其高空間分辨率(10-30 nm)、高能量分辨率(<0.05 eV)和低輻射損傷等特點，可在常溫、常壓、冷凍或液態(tài)等多種測試條件下，對樣品在納米分辨率下開展二維和三維的形貌結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分(包括元素種類及價態(tài)鑒定)和磁學(xué)性質(zhì)等分析，成為最具代表性的同步輻射線站技術(shù)，也是極富發(fā)展?jié)摿Φ娘@微譜學(xué)分析技術(shù)。在《Scanning Transmission X-Ray Microscopy at the Canadian Light Source: Progress and Selected Applications in Geosciences(同步輻射掃描透射X-射線顯微學(xué)最新進展及應(yīng)用)》的綜述文章中，加拿大國家光源(CLS)的王建博士和中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李金華教授，以世界領(lǐng)先的第三代同步輻射光源CLS的STXM線站(加拿大)為例，首先給出了同步輻射STXM技術(shù)的工作原理和儀器配置(圖10)，重點介紹了該線站最新的冷凍STXM和掃描相干衍襯成像STXM技術(shù)，詳細(xì)地綜述了多種同步輻射STXM技術(shù)在復(fù)雜的地質(zhì)微生物樣品(趨磁細(xì)菌生物礦化和磁學(xué))和地質(zhì)樣品(土壤微團聚體)研究中的應(yīng)用實例和成果。兩位作者還總結(jié)和討論了第四代光源同步輻射STXM的技術(shù)發(fā)展趨勢，并提出將同步輻射STXM技術(shù)用于嫦娥五號月壤樣品精細(xì)化研究的預(yù)案。
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https://doi.org/10.46770/AS.2022.008
圖10 同步輻射掃描透射X-射線顯微鏡工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
嫦娥五號圓滿完成了我國探月工程“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略的最后一步，使中國科學(xué)家第一次擁有屬于自己的1731克地外天體返回樣品，在行星科學(xué)發(fā)展史上具有里程碑意義的重大事件。月壤樣品極其珍貴，多數(shù)為亞毫米和微米大小的顆粒。如何利用有限的珍貴樣品獲得盡可能多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時開展高效高質(zhì)量的科學(xué)研究，對我國科研人員提出了巨大挑戰(zhàn)，這也是獲取重大原創(chuàng)成果的前提。
在未來十年，中國已經(jīng)布局了嫦娥六號月球南極采樣、小行星采樣和火星采樣等一系列重大任務(wù)。毫無疑問，隨著嫦娥五號月壤樣品研究的持續(xù)深入以及更多類型的地外天體樣品被陸續(xù)帶回，中國的行星科學(xué)將迎來新的時代。制定合理的科學(xué)目標(biāo)，建立高效的工作流程，按照“先無損，后微損”、“先單顆粒，后微納米尺度，最后原子水平”、“先側(cè)重表面，后開展內(nèi)部結(jié)構(gòu)”的分析思路，將現(xiàn)有的多種顯微學(xué)和顯微譜學(xué)技術(shù)，在分析的時間節(jié)點上進行了排列組合，可對同一個樣品獲得不同尺度下多種信息，是開展珍貴地外天體樣品研究的客觀需求，也是未來行星科學(xué)發(fā)展的大趨勢。
[主要參考文獻(xiàn)]
1. Jin-Hua Li*, Wei Yang*, Xiong-Yao Li*, and Yong-Sheng He*, The Chang’e-5 Lunar Samples Stimulate the Development of Microanalysis Techniques, At. Spectrosc., 2022, 43, 1–5. https://doi.org/10.46770/AS.2022.010
2. X. C. Che, A. Nemchin*, D. Y. Liu*, T. Long, C. Wang, M. D. Norman, K. H. Joy, R. Tartese, J. Head, B. Jolliff, J. F. Snape, C. R. Neal, M. J. Whitehouse, C. Crow, G. Benedix, F. Jourdan, Z. Q. Yang, C. Yang, J. H. Liu, S. W. Xie, Z. M. Bao, R. L. Fan, D. Peng Li, Z. S. Li, and S. G. Webb, Science, 2021, 374, 887–890. https://doi.org/10.1126/science.abl7957
3. S. Hu*, H. C. He, J. L. Ji, Y. T. Lin*, H. J. Hui, M. Anand, R. Tartèse, Y. H. Yan, J. L. Hao, R. Y. Li, L. X. Gu, Q. Guo, H. Y. He, and Z. Y. Ouyang, Nature, 2021, 600, 49–53. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04107-9
4. Q.-L. Li, Q. Zhou, Y. Liu, Z. Y. Xiao, Y. T. Lin, J.-H. Li, H.-X. Ma, G.-Q. Tang, S. Guo, X. Tang, J.-Y. Yuan, J. Li, F.-Y. Wu, Z. Y. Ouyang, C. L. Li*, and X.-H. Li*, Nature, 2021, 600, 54–58. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04100-2
5. H.-C. Tian, H. Wang, Y. Chen, W. Yang*, Q. Zhou, C. Zhang, H.-L. Lin, C. Huang, S.-T. Wu, L.-H. Jia, L. Xu, D. Zhang, X.-G. Li, R. Chang, Y.-H. Yang, L.-W. Xie, D.-P. Zhang, G.-L. Zhang, S.-H. Yang, and F.-Y. Wu, Nature, 2021, 600, 59–63. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04119-5
6. J.-H. Li*, Q.-L. Li, L. Zhao, J.-H. Zhang, X. Tang, L.-X. Gu, Q. Guo, H.-X. Ma, Q. Zhou, Y. Liu, P.-Y. Liu, H. Qiu, G. Li, L. Gu, S. Guo, C.-L. Li, X.-H. Li, F.-Y. Wu, and Y.-X. Pan, Geosci. Front., 2022, 13, 101367. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2022.101367
[本期原文]
Special Issue: Microanalytical Techniques for Extraterrestrial Samples (Part I)
Atomic Spectroscopy, 2022, 43(1), 1-98.
www.at-spectrosc.com
Guest Editors
Wei Yang is a Professor at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences (IGGCAS), operating a NanoSIMS laboratory. He received his B.S. (2001) and Ph.D. (2007) degrees in geochemistry from the University of Science and Technology of China. After completing his Ph.D., he came to IGGCAS for post-doctoral research and joined the comparative planetary science group as an Associate Professor in 2011. His main interest in the past decade was Mg isotope geochemistry and its application in tracing the deep carbon cycle. He is currently working on instrumentation developments on secondary ion mass spectrometry and its application in Earth and planetary sciences, the formation and evolution of the Moon based on the exploration data and returned samples of the Chinese Lunar Exploration Program. He has published over 70 peer-reviewed scientific papers in ISI-indexed journals.
Jin-Hua Li is a full professor of Biogeomagnetism and Geobiology at the Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences (IGG-CAS). He received his B.S. degree in Biology from Northwest University (NWU, Xi’an city) in 2001, M.S. degree in Microbiology from Shandong University (SDU, Jinan city) in 2006, and completed Ph.D. in Solid Earth Geophysics from the IGG-CAS in 2010. He worked as postdoctoral research fellow at the IGG-CAS (2010-12) and the Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux, et de Cosmochimie (Paris, France) (2012-14), associate professor from 2013 to 2016 and full professor after 2017 at the IGG-CAS. From 2019, he started to work as director of Electron Microscopy Lab at the IGG-CAS. His research focused on biomineralization and magnetism of magnetotactic bacteria, microbial biomineralization, experimental fossilization of microorganisms and biominerals, and the identification of microfossils (nano fossils) and fossil biominerals in ancient rocks, and the applications of microbes in bioremediation and biomimetics. He has extensive experience with high-resolution Micro X-ray Fluorescence (μXRF), electron-microscopy (SEM, TEM, FIB), Scanning Transmission X-ray Microscopy (STXM) at international light sources, and rock magnetism and microbiology. He published over 90 papers.
Xiong-Yao Li is a research professor of planetary science at the Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences (IGCAS) in Guiyang, China. He is the director of the Center for Lunar and Planetary Sciences, IGCAS. He completed his Ph.D. in cosmochemistry from the University of Chinese Academy of Sciences in 2006. His research focused on lunar surface environment, lunar soil properties and space weathering. He published over 100 papers in SCI journals.
Yong-Sheng He is a Professor at the Institute of Earth Sciences, China University of Geosciences, Beijing (CUGB), leading a group focusing on Fe, Ca and Mg isotope geochemistry. He received his B.S. (2005) and Ph.D. (2011) degrees in geochemistry from the University of Science and Technology of China. After completing his Ph.D., he came to CUGB for post-doctoral research and joined the Isotope Geochemistry Lab as a faculty in 2013. His main interest was petrogenesis of adakitic rocks and their implication on evolution of orogenic crust. He currently focuses on methodology developments on metal stable isotope geochemistry and its application in tracing key geological and planetary processes, e.g., deep carbon and oxygen cycles, changes in paleo-environment, and the formation and evolution of the Moon. He has published over 50 peer-reviewed scientific papers in ISI-indexed journals.
國際SCI期刊Atomic Spectroscopy (AS) 由Dr. Walter Slavin于1962年創(chuàng)辦，2020年1月轉(zhuǎn)至中國團隊全權(quán)負(fù)責(zé)，由Atomic Spectroscopy Press Limited, Hongkong, P.R. China出版發(fā)行，2020年影響因子為2.04。AS密切關(guān)注原子光譜(AAS, AFS, ICP-OES, ICP-MS, GD-MS, TIMS, SIMS, AMS, LIBS, XRF, SEM-EDS, EPMA,NAA, SR-based techniques等）新方法及其在各學(xué)科領(lǐng)域中新應(yīng)用、儀器/部件研發(fā)、元素同位素樣品前處理技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)開發(fā)等。AS編委會由來自10多個國家的60余位知名學(xué)者組成，中國科學(xué)院地質(zhì)地球所李獻(xiàn)華院士擔(dān)任主編，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）郭偉教授任執(zhí)行主編，廈門大學(xué)杭緯教授、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）胡兆初教授、德國Justus Liebig University Giessen大學(xué)Michael Dürr教授任副主編。AS期刊主頁: www.at-spectrosc.com。
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