阴极发光分析技术

《阴极发光分析技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、阴极发光显微镜分析技术阴极发光显微镜技术是在普通显微镜技术基础上发展起來用于研究岩石矿物组分特征的一种快速简便的分析手段。该方法在快速准确判别石英碎們的成因和方解石胶结物的生长组构、鉴定口生长石和口生石英以及描述胶结过程等方面得到了广泛的皿用。通过对砂岩的阴极対线致发光的观察和研究，可以深人了解砂岩的原始孔隙度和渗透率，并且获得一系列有关蚀源区地质体的组成、产状、成因的信息。（1）原理：电子束轰击到样品上，激发样品中发光物质产牛荧光，又称阴极发光。实验证明，阴极射线致发光现象多是山于矿物中含杂质元素或微量元素（激活剂），或者是矿物晶格内有结构缺陷引起的，这是矿物阴极射线致发光的两

2、种主要解稗。矿物内的激活剂包括金属元素（Eu2十、Srn+、时十、IV+、Ea3十）以及过渡金属元素（mw十、Fe3+,ca干、V3十、Tia+）,与激活剂相对应能抑制矿物发光的物质叫碎灭剂，如Co干,Nl-2+,Fe2+、Tie十等。（2）应用：口然界中己发现具有阴极射线致发光的矿物有200多种，其中常见矿物有锡石、蜡石、萤石、白钩矿、方解石、尖晶石、独居石、磷灰石、长石、石英、辉石、橄榄石、云母等。Id前，阴极发光显微镜技术已成为沉积学及石汕地质学研究的一种常规手段，特别是对石英和方解石的发光特征已经进行了很多的研究，形成了一套系统的理论，在沉积成岩型矿床和石英脉型金矿床研究

3、中得到了广泛地应用。石英屮的发光激发是由微量元素、结构屮的缺陷，以及两者之间的相互作用造成的。例如，蓝色发光被归因为AP+替代Si"以及Tia+的含量有关。石英的阴极致发光颜色与岩石的形成环境密切相关，如表1所示。发蓝紫色光的石英，包括红紫、蓝紫和蓝色的石英与火山岩、深成岩以及快速冷却的接触变质岩的环境冇关联。棕色发光，包括红棕、深棕和浅棕色的石英利冷却缓慢的低级和高级变质岩相联系的。碎屑岩屮的石英由陆源颗粒石英和胶结物石英（即自生的晶体和次生加大边）组成，通过阴极发光的观察是极易鉴定的，因为两者的阴极发光特性常有较人的差异。因此，碎屑岩的胶结作用和孔隙率演化的研究通常大量地依靠

4、阴极发光，而且砂岩屮孔隙度降低的数量可以用阴极发光来定量。普通的光学显微镜和扫描电镜技术对辩别不同形态的颗粒边界及某些情况下辩别颗粒和胶结物都无能为力，只有阴极发光能揭示出胶合的石英颗粒的碎們形状，町观察到次生加大胶结、多期胶结、破裂愈合胶结、压溶恢合式胶结等现象，对石英的次生加人级别的强弱、石英的溶蚀程度的强弱也极易作出判断。碳酸盐类矿物方解石利白云石特别适合于用阴极发光来研究，因为这一类矿物都能发光。由于碳酸盐矿物是砂岩中最常见的孔隙充填胶结物，它们一册会含冇多个阶段的矿物牛长世代，而且容易发牛重结晶作用和蚀变作用。阴极发光能比其他技术更快地、而口通常更成功地鉴定岀成岩成矿作

5、用事件的序列，具有不同的阴极发光颜色环带的方解石胶结物可以被用来指示成岩孔隙水物理化学条件随时间的变化，能使我们推断出成岩过程中矿物的替代。此外，阴极发光能够“看穿”重结晶作用前的原岩结构，它是测定碳酸盐的蚀变历史和成矿序列的惟一切实可行的方法。RELIOTRON阴极发光质谱电子术技术阴极发光辅助EDS能谱分析系统EDS分析是一种基于冷阴极的阴极发光(CL)仪器，像RELIOTRONCL仪器，能作为EDS分析应用的基础设备。在冷阴极系统中，可以观测很多典型的材料，例如金属、矿物、玻璃、陶瓷和一些塑料等都进行研究。冷阴极放电时在离子、电子、放射和辐射的一种复杂坏境中。在这种环境中，

6、样木不会形成静电，因此，没必要在它们上而涂上一层导电物质。另—•优势在于，对多数无机样品(陶、玻璃、矿物)，能同时观察它们的阴极发光特性。与其他EDS电子束系统相比，在RELIOTRON中的电流更大，因而分析时I'可相対更少。基本的分析功能跟苴他EDS系统同样使用。MICRODRILLING微钻头系统(阴极发光辅助微型钻取系统)_微型钻是一项公认的技术，用于获得少量地质样本，进行同位素或其他分析。当询技术水平能达到采样而积小到直径8微米。最早的文献，作者Prezbindowski((1980)>DettmanWLohmann((1995),描绘了一种数控的打磨设置，将样本加T成5

7、0微米深、20微米宽和4亳米长。Wurster等人(1999)提供了计算机控制微型钻设置的资料。在地质采样方面，大家的兴趣容易放到对(CL)技术的使用上。但是，由于CL系统需要一间真空室，因而不容易与微型钻附件相配介，所以在观察样本时，不可以对其进行钻孔。通过CL观察，然后，样品从CL观测平台传递到另一个立体显微镜，该显微镜配合在微型钻上。操作员使用传送光或其它观测技术，尝试辨认出相同的面枳，要实现从阴极发光显微镜到立体显微镜精确的移动是很难的。Fouke和Rakovan(200