Instrument non destructif qui mesure la composition élémentaire relative le long de la surface fendue de carottes sédimentaires ou rocheuses en détectant les rayons X fluorescents caractéristiques émis lorsque l'échantillon est irradié par des rayons X primaires ; produit des profils élémentaires haute résolution utilisés comme proxys géochimiques.

Principe

Des rayons X incidents excitent les électrons des couches internes des atomes à la surface de la carotte ; la relaxation émet des rayons X fluorescents spécifiques à chaque élément dont l'énergie identifie l'élément et dont l'intensité varie avec la concentration, modulée par la matrice, la géométrie et l'état de surface.

Démonstration

Une carotte de sédiment marin est scannée à 1 cm d'intervalle avec un scan XRF pour enregistrer les intensités de Ca, Sr, Fe et Ti. Les pics de Ca et Sr correspondent à des couches riches en carbonate, tandis que les pics de Fe et Ti indiquent des turbidites terrigènes, permettant la corrélation entre carottes et l'identification d'événements pluri-millénaires.

Mauvaise application

Considérer les comptes XRF bruts comme des concentrations absolues sans calibration par étalons et en ignorant les effets de matrice, la teneur en eau, la géométrie de fente de carotte et les artefacts de bord ; ou utiliser des mesures de surface prises sur une carotte humide ou annotée comme si elles représentaient la composition en masse.

Conséquence

Avec des calibrations appropriées et des métadonnées, le scan XRF fournit des journaux géochimiques rapides et haute résolution qui réduisent les prélèvements destructifs, orientent les analyses géochimiques ciblées et permettent la corrélation et la reconstruction environnementale à des échelles centimétriques à sub-centimétriques.

Inversion

L'inverse consiste à ne réaliser que des analyses chimiques destructives en masse (par ex. ICP-MS sur poudres), qui donnent des concentrations absolues mais perdent la continuité spatiale et l'intégrité des échantillons ; combiner les deux inverse le compromis entre résolution et exactitude absolue.

Limite

S'applique aux mesures effectuées sur des surfaces de carotte fendue avec des géométries dédiées de scan. Exclut les analyses sur poudres en laboratoire, les mesures isotopiques et la quantification des éléments légers en dessous de la sensibilité de l'instrument. La sensibilité et la quantification sont limitées par les effets de matrice, la granulométrie, l'humidité et l'état de surface.

Tension sémantique

Il existe une tension entre l'interprétation de l'intensité XRF comme concentration directe et son usage comme proxy relatif nécessitant calibration ; on peut aussi confondre les signaux d'un scan XRF de carotte avec ceux d'un XRF portable ou d'un XRF de fusion en laboratoire, qui ont des préparations et quantifications différentes.

Synthèse

Le scan XRF de carotte est un outil non destructif et rapide qui produit des profils élémentaires le long des carottes en mesurant les rayons X fluorescents émis par la surface fendue ; il est le plus utile lorsqu'il est associé à une calibration, des métadonnées sur l'état de la carotte et des analyses complémentaires pour convertir des signaux relatifs en interprétations géochimiques quantitatives.