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1、矿物学研究
观测各类矿物的形态和微形貌，对某些稳定矿物的表面特征研究（如石英、锆石等），可以追溯矿物的成因、沉积史及沉积相，重塑地质作用过程。粘土矿物由于颗粒细小，特别是含量很少时，电镜鉴定粘土矿物具有丌可替代的优势，另外，还可以观察粘土矿物矿物的转变过程、判断粘土矿物的成因。在鉴定宝石方面，扫描电镜具有分辨率高、放大倍数大、景深强等优点。
2、微古生物研究
观察肉眼和普通光学显微镜所观察丌到的古生物的细微结构，对建立古生物标准图版、确定断种、研究超微化石等十分有效。

3、储集层研究
提供储集层的组成结构、自生矿物的分布及类型、微孔隙的大小、类型、侯道及通道情况、成岩后生作用及储集层性质判断等方面的信息，为油层改造及工程地质提供基础资料。
4、工程地质研究
活断层的判断：根据断层泥中石英的表面微结构，可以判断活断层的活动时代、活动方式、以及活动次数.滑坡稳定性研究：根基滑坡滑带土的微结构，可以判断滑坡的活动阶段、活动次数、及活动方向，迚而判断滑坡的稳定性。结合能谱仪，对暗区元素全分析，检测出有机质元素的存在，确定有机质的存在形式和分布。