X射线荧光光谱(X-ray fluorescence, XRF)岩芯扫描仪具有前处理简单、 非破坏性、 连续高效测量及高精度等优势, 已被广泛的应用于海洋、 浅水湖泊及黄土等高分辨率的气候与环境变化研究中。 然而, 深水湖泊的水动力过程、 物质迁移转化等与浅水湖泊均存在显著差异, 且对深水湖泊沉积物的XRF连续元素扫描研究还有待进一步开展。 通过对我国西南地区滇中盆地抚仙湖沉积物XRF元素连续扫描, 并与电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometry, ICP-OES)和质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)元素分析方法对比, 结合年代学与其他环境代用指标, 探讨了滇中深水湖泊沉积物XRF连续扫描的元素特征所指示的环境意义。 研究结果表明： (1)除P, Ge和Cr元素外, XRF元素连续扫描结果与ICP-OES/ICP-MS分析具有较好的相关性(p<0.01); 其中K, Ca, Ti, Fe, Rb和Zr元素的相关系数大于0.85。 (2)元素的主因子分析发现, 主成份1和2的方差贡献分别为76.31%和10.37%, 其成分1远大于成分2, 且K, Fe, Ti, Zn, Rb和Zr等元素的公因子载荷大于0.9, 指示了抚仙湖流域的侵蚀强度是主要影响抚仙湖沉积过程的控制要素, 其对流域内气候环境变化及人类活动强度具有较好的指示意义。 (3)结合抚仙湖其他环境代用指标(粒度、 总有机质含量), 重建了距今5 200年以来的滇中环境变化与人类活动历史。 在距今约2200年, 人类活动(耕作农业、 砍伐森林等)的显著加强使得流域内植被减少、 土壤侵蚀加剧, 进入湖盆中的外源碎屑物增加, 沉积物中元素含量显著增高。 研究结果将为XRF技术在深水湖泊中的应用, 以及开展环境演变与人类活动影响的高分辨率研究提供有效的借鉴。

在中国南方第四纪红土剖面中普遍发育一种黑褐色, 形状规则或者不规则的新生体, 由于其含有较高的Fe和Mn元素而被称为铁锰结核。 铁锰结核被认为是土壤中温度、 水分、 氧化还原条件变化而形成的土壤新生体, 因此它被认为是环境信息的良好载体。 尤其是结核内部发育的环带状构造, 被认识是结核形成过程气候干湿变化的结果。 因此对结核内部微小区域的研究, 有助与理解红土母质的风化过程以及结核的形成原因。 X射线荧光光谱分析在20世纪80年代初已是一种成熟的分析方法, 是实验室、 现场分析主、 次量和痕量元素的首选方法之一。 运用帕纳科Zetium X射线荧光光谱仪的微小区域分析工具对铜陵第四纪红土中结核内部由核心至边缘的主量元素分布状况进行分析, 结果表明, XRF微小区域分析功能可以快速有效的分析样品内元素的分布状况。 结核内部元素分布情况来看, 铜陵剖面内铁锰结核内部颜色深浅变化主要是由于Mn元素含量的变化而引起的。 结核的核心Mn元素含量最高, 由核心向边缘呈现高低交替变化特征。 指示结核形成初期, 由于气候相对干旱, Mn元素由低价离子态氧化成高价化合物后发生淀积。 结核内部浅色环带Si和Al元素含量明显较深色环带高, 可能代表了相对湿润的气候时期。

研究典型干旱区的罗布泊, 对揭示区域环境演变特征和全球变化具有重要意义。 从遥感影像上的“耳纹”特征入手, 通过光谱、 土壤和地表参数等分析, 认为: 地表全盐含量和结构差异是形成罗布泊遥感影像“耳纹”特征的直接原因; 光谱、 全盐含量和土壤粒径的分析结果具有很好的一致性。 “耳纹”记录下了罗布泊地区的环境演变特征, 这些特征表明: 受全球环境影响, 湖水在气候不断干旱的过程中逐渐干涸, 干涸过程的气候调整, 使罗布泊地区经历了两次相对湿润的气候环境, 前一次较长, 后一次很短。