在矿产资源勘查领域，采用高灵敏度X荧光探测设备，在野外对粉末样品、天然岩石和原生土壤进行快速多元素定量测定，能大大缩短地质普查和异常查证的周期，有效提高探矿效率，降低探矿成本。本文论述了新一代高灵敏度多元素现场X荧光探测系统的研制。该系统样机体积小，总重量小于3kg，在野外可持续工作14小时以上。能在测量现场完成K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Sr等10余种元素的同时测定，其中对Cu、Zn的分析检出限可达到10μg／g。为地质与矿产勘查提供了一种新的地球物理仪器，促进中国地质科技的进步。X射线探测器的能量分辨本领是能量色散X荧光分析实现高灵敏度多元素分析的关键。本文首次将具有高能量分辨率的电致冷Si-PIN半导体探测器应用于携带式X荧光仪，并设计、研制了与探测器相配套的电子线路单元和应用软件。通过最佳“源-样-探”几何参数论证，设计了基于同位素激发源的“对称边源”激发装置，有效提高X荧光探测的“峰背比”，进一步提高分析灵敏度；设计并制作了“无变压器式高压偏置电源”和“开关型温控致冷电源”，提高系统信噪比并降低了静态功耗；研制了信噪比高、稳定性高、功耗低，而且体积小的脉冲成形放大器和袖珍型多道脉冲幅度分析器；采用嵌入式PC／104工业标准微机作为谱数据处理系统，增强携带式现场X荧光探测系统的实时数据处理能力，实现谱数据现场处理；提出“特征峰软件稳谱”技术，实现野外大温差条件下仪器的谱跟踪测量；开发了具有“汉字下拉菜单”友好操作界面的现场X荧光分析应用软件。样机先后参加两轮国际地质分析协会组织的样品比对分析，快速多元素测定结果准确度较好。在云南省4个铜矿远景区地质普查野外实际应用表明，可对粉末样品、原生土壤、天然岩矿石、水系沉积物等测量对象进行多元素快速定量、半定量测定。测量准确度、精确度、检出限和长期稳定性等关键指标，均能达到DZ／T0011—91《1：5万地球化学普查规范》中的规定要求。在本论文的研究成果基础上，发表相关论文9篇，其中EI收录3篇，获国家实用新型专利授权1项。