电子探针分析技术进展及面临的挑战

电子探针是研究地球与行星物质组成最基础的微束分析技术。近年来,固体地球科学和行星科学的不断发展,促使电子探针分析技术取得了一系列进展:矿物微量元素分析、稀土矿物测试方法完善、副矿物定年、富Fe矿物/熔体Fe~(3+)含量测定、场发射电子探针及软X射线分析谱仪的开发及应用等。同时,电子探针分析技术也面临着诸多挑战:微量元素测试在降低检测限的同时,还需要提高分析的准确度和精确度;降低二次荧光效应的影响;场发射电子探针在低电压下需要建立全新的分析条件和校正方式。基于这些挑战,电子探针未来在微量元素监测标样开发、二次荧光效应校正、场发射电子探针及软X射线分析谱仪应用、波谱仪完善和微区多种分析技术集成等方面具有发展潜力,以便为地学样品的研究提供更丰富、更准确的微米尺度成分信息。     

稀土矿物的电子探针分析

电子探针显微分析仪能直接对于小至微米量级矿物颗粒的化学成分进行定量分析.这是目前任何分析方法都无法比拟的.特别对稀土矿物的分析,与光谱法、荧光光谱法相比,显出了其独特的优点:省去了繁琐的化学分离和富集手续.避免了由于稀土单矿物样品的挑选不纯所引起的误差.直接给出单个矿物颗粒的化学成分.截止目前为止,采用电子探针测量稀土矿物成分的报导并不多,其原因是:①没有合适的稀土元素标准样品.多数稀土元素的纯金属样品在自然界里是不稳定的.天然的稀土矿物均匀性较差,难以作对比标准.尽管人工制得的稀土氧化物粉末样品较为稳安,为合成熔融的类相矿物标样提供了方便,但是由于分凝现象的存在,也难制得成分均匀的类相标准样品.②稀土元素的物理、化学性质相近,     

X射线衍射和电子探针技术在矿物药雄黄鉴定及质量评价中的应用

雄黄是我国常用的矿物类中药,由于晶体空间结构不同,可分为α雄黄(AsS)和β雄黄(As4S4)。雄黄受氧化作用会产生剧毒物质砒霜(As2O3),其中β雄黄因空间结构关系更易被氧化,因此对矿物药雄黄的成分鉴定和质量评价具有重要的意义。常用的分析雄黄中砷及其他元素的方法(原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、高效液相色谱-质谱法等)是通过测定总砷、价态砷和其他相关元素实现对雄黄的鉴别和有害成分的检测,分析过程复杂,试剂消耗大,需对样品进行破坏,而且不能直接对矿物结构进行判定。本文采用薄片鉴定、X射线衍射和电子探针对来自代表性生产地贵州思南和湖南石门的6种药用雄黄样品进行鉴别和质量评价。首先通过薄片鉴定初步确定雄黄样品的主要成分及伴生矿物,进一步利用X射线粉晶衍射和电子探针技术对雄黄的主要成分、伴生矿物进行半定量分析,再利用电子探针研究雄黄中As、S、O等元素的赋存状态,在这些技术综合鉴定的基础上,对收集的雄黄进行质量评价。分析结果显示:产自贵州思南的1号矿药由石英(82.8%)、方解石(9.5%)和白云石(7.7%)组成,2号矿药由α雄黄(64.7%)和石英(35.3%)组成;产自湖南石门的6号矿药由β雄黄(86.5%)和电气石(13.5%)组成,3号和4号矿药由α雄黄单矿物组成,5号矿药由β雄黄单矿物组成,3号、4号和5号三个样品中As含量大于70%,符合药典规定;电子探针分析样品中均未检测到砒霜,总体上表明湖南产的雄黄品质较高。研究表明,X射线粉晶衍射法利用了衍射图谱与晶体结构的一一对应性,找到不同矿物药样品的专属特性,而对于多组分矿物药样品,只要混合组分恒定,其衍射图谱就相对稳定,具有指纹特征;电子探针利用As、O等元素的赋存状态,可以有效地对雄黄的质量进行评价。X射线衍射和电子探针技术的结合用于鉴定雄黄矿物药是一种极为有效、可行的办法,与传统方法相比更为快速、经济。     

三种浙江青田石的宝石矿物学特征研究

采用显微分析、电子探针、X射线粉末衍射实验、红外光谱等测试方法,对＂山炮绿＂种、＂蓝花钉＂种、＂夹板冻＂种青田石样品进行了研究。结果表明,＂山炮绿＂种样品的主要矿物为白云母,次要矿物为石英;＂蓝花钉＂种样品主要由叶腊石和刚玉组成;＂夹板冻＂种样品的主要矿物为白云母,还含有石英、钠长石、钠云母和少量的赤铁矿。同时,还对其颜色成因进行了探讨。     

JCXA——733型电子探针快速半定量分析程序

在近代科学技术发展前缘之一的微束分析中,电子探针X射线显微分析仪是目前相当活跃的微区微量物质成份分析的设备.六十年代初期,电子探针开始被应用于地质领域进行矿物成份分析,至今它已成为矿物岩石学,地球化学、矿床综合评价及综合利用等众多科研课题研究的重要手段.我们使用的JCXA-733型电子探针装配的是美国DEC公司PDF-11型电子计算机,RX02双软盘驱动装置、LA-36型宽行打字机,RT-1l操作系统     

安徽官山两种坡缕石粘土的成分与红外吸收谱

本文采用多种成分分析手段对官山两种不同颜色坡缕石全粘土进行了研究。全粘土湿化学分析扣除SiO2含量计算得到的坡缕石阳离子数与电子探针获得的阳离子数一致。配位八面体阳离子计算表明，粉红色坡缕石为三八面体矿物，灰白色坡缕石是介于三八面体矿物和二八面体矿物间的中间类型。X射线粉末衍射的K值法对全粘土矿物定量分析有着较高的精度，同时用电子探针波谱可准确测定坡缕石粘土的成分。官山两种不同颜色含坡缕石的全粘土红外吸收谱能反映其中坡缕石的吸收谱特征。对X射线光电子能谱研究表明两种不同颜色的坡缕石中的铁主要是Fe^3 ，这与全岩湿化学分析的结果是一致的，同时也还可以作为电子探针成分分析的补充。     

电子探针Th-U-Pb微区测年方法及其在铀矿地质研究中的应用前景

电子探针Th-U-Pb微区测年方法是新近发展起来的一项测年技术.该技术以放射性核素的衰变理论为基础,在一定条件下通过电子探针测量矿物中的Th、U、Pb含量,经过数据处理,最终计算出矿物的年龄.由于该项技术具有省时、费用低、不破坏样品等优点,现已广泛地应用于独居石、锆石的年龄研究中.在晶质铀矿年龄研究中的应用仅有零星报道,但由于该技术的高空间分辨率,将对不同产出状态的微小晶质铀矿颗粒的定年研究大有裨益.     

JXA-8100电子探针分析仪简介

JXA-8100电子探针分析仪Electron Probe Microanalyzer（EPMA）是西安地质调查中心实验测试中心于2010年引进的。电子探针分析仪广泛应用于地质学、金属和无机非金属材料、生物等研究领域。适用对各种样品进行观察和分析。近年来在地质学领域得到了广泛的应用和发展,如锆石和独居石矿物中的Th、U、Pb元素的微量分析,可以分析得出矿物在地球演化过程中的相关年龄和温度压力条件。     

在计算机辅助的矿物鉴定中应用常规的光学观测

本世纪后半叶,由于X射线衍射技术及微束仪器(如电子探针)的广泛使用,使得在矿物鉴定中光学性质的应用变得黠然失色了.然而,在有经验的矿物学家手中,光学显微镜在快速鉴定大多数常见矿物和矿物结构特征(这对岩石成因解释至关重要)方面仍不失为最有力的工具.数字图象技术的新进展不久将与光学观测相结合以便进行结构特征的定量测定和快速模式分析.在所有这些应用中,正确的矿物鉴定仍然是最关键的.借助现代计算机的功能可以增进熟练专业人员的技能,对于缺乏经验者也可以大大增加光学技术的效用.原来设想的Minident数据库和程序(Smith及Leibovitz,1986)是一种以分析数据为基础的矿物鉴定工具,这些分析数据可以是从电子探针或从配有X射线Si(Li)探头的扫描电镜     

广东乳源彩石的矿物学特征及颜色成因研究

乳源彩石是具有华丽色彩的一种观赏石.采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、红外光谱仪以及X射线粉末衍射仪等测试手段对4块乳源彩石标本的显微结构、矿物组成和化学成分等进行测试与分析.结果表明,这些乳源彩石具有变粉砂结构,主要由石英组成（占总体质量分数的90％以上）,含少量云母,其它矿物的质量分数低,是一种浅变质的变石英粉砂岩;另外,4块乳源彩石样品的结晶度指数相近,结晶度指数最高的绿色样品推测是由于其含有后期充填的鲕状矿物导致.最后对乳源彩石样品的颜色成因进行了分析与探讨,认为其颜色为次生色,是由次生矿物组合、交代蚀变和氧化程度的不同而形成的.     

岩矿鉴定和电子探针在矿物药金礞石鉴定及质量评价中的应用

采用薄片鉴定和电子探针测试对来自个6个不同地区的金礞石进行鉴别和质量评价。首先通过薄片鉴定初步确定金礞石样品的主要成分及伴生矿物,进一步利用电子探针技术对金礞石的主要成分、伴生矿物进行半定量分析,再利用电子探针波谱定量分析研究金礞石中Hg、Pb、S、Ge等元素的赋存状态,在这些技术综合鉴定的基础上,对各地的金礞石进行质量评价。研究表明,岩矿鉴定及电子探针技术的结合用于鉴定金礞石矿物药是一种极为有效、可行的办法,具有原位、无损的优点。     

稀土五磷酸盐晶体用作电子探针分析标样的研究

在电子探针的分析中,标准样品的质量可靠性是进行准确定量分析的基础。因此,对电子探针分析用标样的基本要求是:具有较好的化学稳定性,易于保存;在真空条件下经电子束轰击较为稳定,不变质;元素在样品内呈微米级均匀分布;导电性及导热性较好;应确切知道其化学组成成分;与未知样品的价键和结构尽可能的一致。由于各稀土元素的化学性质很相似,在自然界很难找到组分简单、稳定、元素分布均匀的稀土元素矿物作为电子探针分析用的标样。因稀土元素地球化学作用具有十分重要的意义,而用电子探针测定稀土矿物和某些矿物中稀土元素含量及其变化也就非常重要。因此寻求合     

贵州省从江翁浪金矿床金的赋存状态和金矿物特征

从江翁浪金矿是黔东南地区蚀变岩型金矿的典型代表.前人对翁浪金矿的研究仅限于宏观的构造及围岩蚀变等方面,同时对该金矿床容矿岩石及矿石物质组分作过初步研究探讨.在前人工作的基础上,采用矿相鉴定、化学分析、单矿物试金分析、电子探针及X射线衍射等多种物理化学分析手段,对翁浪金矿床中金矿物类型、形态、成色、嵌布特征以及金的赋存状态、载金矿物等做了细致的微观分析研究.     

新设计的电子探针透反两用小型样品座

日本电子公司生产的JCXA—733型电子探针仪,具有两种形式的样品台,一为测角台(单样品台),一次只能放一个样品座,工作效率低;另一为精密样品台(多用样品台),一次能放四个样品座,减少换样品的次数,不仅提高了工作效率,还提高了测量精度。但多用样品台原来配的圆形样品座只能放光片,不能放薄片,如放薄片就需用一个大样品座而且只能放一个,这对于冶金或做不透明矿物是合适的。而我们做的地质样品,绝大部分是透明矿物,在分析过程中,要通过探针中的光学显微镜对矿物进行透射光观察,以便准确地确定     

河南省汝阳梅花玉的矿物学特征

梅花玉是一种杏仁状安山岩,产于河南省汝阳县境内。其基质含大量的细条板状低钠长石,具交织结构;斑晶为低钠长石;杏仁体中的矿物成分主要有低钠长石、微斜长石、绿帘石、蠕绿泥石、石英、方解石、磁铁矿等,是一套典型的低温热液矿物组合。利用X射线分析、电子探针分析、红外光谱分析等,对上述矿物从矿物成分、结构状态等方面进行了研究。此外,还对梅花玉进行了显微硬度的测定。     

西安地质矿产研究所增设电子探针服务项目

西安地质矿产研究所引进的JXA—733型电安探针,经过半年多的安装与调试,现已正式投入生产,欢迎西北地区地质、冶金、建材及其他各有关单位送样。此电子探针带有三道波谱仪,并附有TN—5500型能谱仪,从分析到计算完全由计算机自动完成。分析范围是从原子序数5(B)到原子序数92(U)所有元素的定性、定量分析(误差小于3％)。分析对象是粒径大于5μ的矿物、金属、半导体器件及其它固态样品;此外,还可以进行矿物与化石等固态样品的电子显微镜扫描,能观察与拍照固态样品的二次电子像、背散射电子像及X射线像,放大倍数从40倍到10万倍,是研究样品内元素分布规律和表面形态的有力手段。欢迎来人、来函联系或直接送样,样品随到随做,保证质量。     

硅酸盐和氧化物电子探针分析矿物标样

应用电子探针对矿物和岩石进行分析和研究,早已成为地质科研工作中必不可少的工具之一.特别是对硅酸盐类造岩矿物以及碳酸盐、硫酸盐和磷酸盐等类矿物分析和研究尤其重要.这些造岩矿物含有多种化学元素,尤其以氧化物形式存在的矿物给电子探针分析的精确定量曾带来困难.自从A. E. Bence和A.L.Albee(1968)提出了硅酸盐和氧化物电     

山东昌乐蓝宝石砂矿中磁铁矿的宝石矿物学特征研究

采用常规宝石学鉴定方法、反光显微镜、X射线粉末衍射仪（XRD）、电子探针X射线显微分析仪（EPMA）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等测试方法,对山东昌乐蓝宝石砂矿中的一种副矿物样品进行了常规的宝石学、矿物学、谱学特征研究。肉眼观察,这种副矿物样品呈黑色、不透明,具有强磁性,摩氏硬度大于小刀。在反光显微镜下,该样品为钢灰色,呈现不透明的四边形颗粒状。X射线粉末衍射及电子探针成分分析的结果表明,该副矿物样品为富含Ti的磁铁矿,其晶体结构中类质同象替代广泛,但未见对人体有害的微量元素。该样品的红外光谱与磁铁矿的标准红外光谱基本一致。     

矿物尺度下烃类气体的赋存特点与地质意义

以山东焦家金矿I号主矿体为研究对象,选取128线金矿体周围不同地质体岩石样品,对样品中疑似碳酸盐矿物,通过岩矿鉴定、激光拉曼、电子探针等方法进行分析,从矿物尺度对烃类气体的赋存特点进行研究,以期获取烃类气体参与成矿的直接证据。研究发现,样品中的疑似碳酸盐矿物电子探针测定成分与纯净的方解石成分吻合,在金矿体周围不同地质体中均可见方解石以极细小的颗粒充填于矿物裂隙或矿物颗粒之间形成细脉,具有后期形成的特点;其次,电子探针数据与酸解烃法得出的烃类气体含量整体呈现出一致的变化关系,具向外渗滤扩散的特点。研究证实了疑似碳酸盐矿物确实为碳酸盐矿物,且其为烃类气体的赋存提供了载体,找到了烃类气体参与成矿在矿物尺度上的直接的证据,同时证明了酸解烃法能够有效提取与成矿有关的烃气信息,对寻找金属矿床具有一定的指导作用。     

应用二次离子质谱定量分析矿物中的稀土元素

利用下列技术对独居石和辉石样品中稀土元素(REE)进行了定量分析:(a)样品分离二次离子质谱法(SISIMS);(b)仪器中子活化分析(INAA):(c)电子探针显微分析(EPMA,仅独居石样品,(d)常规的能量渗滤法(CEFSIMS)的SIMS(仅独居石样品)。矿物晶粒中REE的含量范围从独居石的高含量(wt％)到辉石的ppm级。用CEF和SI两技术的SIMS分析同其它分析的结果非常一致,这表明可以把SIMS应用于矿物中的REE分析。辉石晶粒的分析表明:使用样品分离的SIMS,其检测限在ppm到近于ppm范围。