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微区矿物定量分析

/quantitative microscopic analysis of minerals/
条目作者杨威

杨威

最后更新 2022-01-20
浏览 150
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利用各种微束或探针技术对岩矿样品的某一微小区块进行化学成分分析,确定岩矿样品所包含成分的数量关系或所具备性质间的数量关系的分析技术。

英文名称
quantitative microscopic analysis of minerals
所属学科
石油与天然气工程

微区矿物定量分析的空间分辨率在微米级。随着各种微束技术的进步和地学微观研究的需要,该技术得到迅速发展。

微区矿物定量分析技术方法种类繁多,大多是用能会聚成微米的射线与样品相互作用,在有效探测体积内激发出射线的能量和强度来进行成分分析。入射和出射的射线可同可异的不同组合,构成了多种各有特色的微区矿物定量分析技术方法。

用能量几万电子伏、直径约1微米的电子微束,在岩矿样品表面取样深度近1微米的微区内激发出标识X射线,由其能量和强度来识别矿物组成的元素和含量。探测极限为10-14~10-15克,可用于探测原子序数大于或等于4的元素。定量分析精确度近1%,可与电子显微镜兼容。

用能量低于电子探针的数千电子伏电子微束,在岩矿样品表面取样深度仅为0.5~2纳米的表面层内激发出俄歇电子,因为其能量与原子内层能级有关,所以具有“指纹”鉴定的特征。探测极限为10-4克。定量分析较好,用于微区表面低原子序数元素的成分分析。

用能量数千电子伏、直径约1微米的一次离子束轰击样品表面微区,使样品受损面溅射出二次离子,经质谱法分析得到每一时刻新鲜表面下取样深度为2~10纳米范围内的多元素和同位素分析结果。具有极高的灵敏度,探测极限在10-15~10-19克,可用于测量岩矿样品的痕量和微量成分及其随深度的分布。

用直径约0.5微米的激光微束在样品表面取样深度几微米内的微区激发出离子进行质谱分析。探测极限可低到几千个原子,约10-18~10-20克。

微区矿物定量分析在以下3个方面发挥着较大的作用。

由于分析区域小,对于微粒微量矿物或者因连生、相互交代而不能分离的矿物来说意义更大,有时甚至成为唯一的鉴定手段。通过微区矿物定量分析法也发现了一些新矿物,比如道马矿、伊逊矿以及硫砷钌矿。

通过该技术不仅可以分析岩矿样品的元素组成以及分布情况,也可以查明岩矿样品中的有益元素与有害元素的赋存状态,为矿石的综合处理和技术加工提供基础资料。

通过该技术方法可以对微区矿物的化学成分、结构以及其他物理化学性质等进行综合研究。这一系列综合研究不仅可以促进一些基本矿物学问题的研究和解决,也可以为矿物学及其分支学科提供更多研究方向,推动矿物学综合研究的发展。

  • 葛良全,孙传敏,谷懿,等.微束微区X荧光矿物探针分析仪的研制.矿物岩石,2010,30(3):105-108.

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