电子探针在工艺矿物学研究中的应用.pdf
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1、第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW457电子探针在工艺矿物学研究中的应用张凤英,黄巧燕广西壮族自治区地质矿产测试研究中心,南宁,5300231收稿日期:2023-04-10;改回日期:2023-04-30;责任编辑:刘志强。DOI:10.16509/j.georeview.2023.s1.199作者简介:张凤英,女,1983 年生,大学本科,高级工程师,主要从事岩矿鉴定及元素赋存状态研究;Email:。通讯作者:黄巧燕,女,1985 年生,大学本科,高级工程师,主要从事地质地球化学分析测试研究;Email:e
2、mmq-。关键词:关键词:电子探针分析;工艺矿物学;应用电子探针(简称 EPMA)是一种利用电子束作用于试样表面后产生的特征 X 射线进行微区成分 分 析 的 仪 器。本 文 所 用 的 电 子 探 针 为EPMA-1720 型电子探针,其可对式样中微小区域(微米级)的化学成分进行定性和定量分析,同时能够进行点、线、面分析,因其具单个微米级微区分析、无损分析等特点而受矿物学专家的喜爱,其成为研究元素分布状态及显微矿物鉴定的重要手段。本文主要以大田界铅锌银矿矿床为例,运用偏反光显微镜观察、X 射线衍射分析和电子探针分析等综合分析技术手段,并结合野外地质产状及特征和矿石与脉体等之间的穿插关系、观察
3、矿物共生组合特征,对大田界铅锌银矿矿床的矿石进行工艺矿物学研究。1电子探针的结构特点1.1电子探针的结构电子探针 X 射线显微分析仪(EPMA)利用细焦电子束,在样品表层单个微米级的区域内内激发元素的特征 X 射线,根据特征 X 射线的波长和强度,进行微区化学成分定性或定量分析。电子探针主要由电子光学系统(镜筒)、X 射线谱仪和信息记录显示系统组成。EPMA-1720 型电子探针传承 52.5的高 X 射线取出角技术。可以进行高灵敏度的 X 射线分析,同时具高速稳定驱动的样品台,可以高精度设定分析区域与位置,从而对试样中单个微米级的区域的化学成分进行精准的定性或定量分析,同时还可以进行点、线扫
4、描、面扫描分析,除了能得到试样化学成分外,还可得到化学成分的分布信息和其面分布图像。由于电子探针技术具有操作快捷简单、实验数据处理容易、无损分析、精度较高等特点,故广泛应用于地质、冶金、电子材料等领域中,是矿物鉴定的重要辅助手段(陈意等,2019)。1.2电子探针的优点(1)能进行微区分析。可分析数个m3内元素的成分,这对微细粒矿物的分析是比较理想的方法。(2)能进行无损分析。电子探针分析可直接对原块状试样表面某个区域进行分析,对试样无破坏现象。通过光学显微镜圈定出所关注的区域,运用电子探针对所圈定区域进行分析,把电子显微镜和电子探针结合,可把在显微镜下观察到的显微组织和元素成分联系起来。(3
5、)电子探针除了能进行点分析外,还可以进行线扫描和面分析,这对了解样品中元素的分布规律、共生关系和赋存状态等提供了大量基础资料。(4)分析范围广。能对 BeU 之间的元素进行分析。(5)快速:因为电子探针一般都有三至四道谱仪同时对不同元素进行分析,并且都是由计算机自动操作和修正计算的,因而分析速度快,成本也较低。2确定分析方法矿石的工艺矿物学粒度研究的常规手段是运用偏反光显微镜观察矿物的光学性质和通过观察及测定手标本的其他物理性质来认识矿物成分及矿物间嵌布情况等。但要准确的确定矿物的名种类,仅根据其光学性质、物理性质等参数来判定,有时候证据不足,说服力度不够,而且一些不同种类的矿物之间其光性和物
6、性往往非常相似,因此用常规地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1458的手段更难以准确地区别鉴定这类矿物,尤其是一些细微矿物,受光学显微镜放大倍速和分辨率的限制,很难直接通过光学显微镜下观察其光性来鉴定其具体矿物名称,比如在铅锌矿矿床中常见的一些乳滴状矿物,由于矿物粒度一般都很细微,难以准确测定其光性和物性。因此,要对这类进行精准定性其矿物类别,必须对其单矿物进行微区定性分析及对其晶体结构等特征进行深入研究。而电子探针的微区分析(纳米级)、无损分析等特点正好弥补了常规鉴定手段的不足,这一特点也使得使电子探针分析技术越来越受地质工作者的喜爱,成为最为有效和常用的矿物鉴定辅助手段。同时,而电子
7、探针的分析技术与光学显微镜分析技术、X 射线衍射分析技术等现代分析技术相结合形成的综合技术手段,弥补了矿物鉴定手段单一、不够深入的不足,也让一些原来无法精准识别的矿物得到准确的鉴定,并纠正了此前一些模糊或不甚准确的认识(谢菱芳,2011)。本文主要以大田界铅锌银矿矿床为例,将电子探针与光学显微镜、X 射线衍射分析相结合,对该矿床中的有用矿物进行工艺矿物学研究。3大田界矿床区域地质特征大田界铅锌银矿矿床属于中-低温热液型充填矿床,矿区位于岑溪大断裂北侧,受断层、构造影响,有岩体侵蚀而导致一些褶皱不完整,三组断裂较为发育。向斜东南翼较完整;西北翼,在鸡六坪之北东,核部、翼部被岩体侵入,在大田界之西
8、,罗东组、罗洪组残缺不全,其中罗洪组缺失下段。区域矿产主要为银、铅、锌、铁等;出露的地层主要为奥陶系罗洪组(O1l)、罗东组(O2l)和东冲组(O2d)。4大田界矿床矿石工艺矿物学特征4.1样品处理本次样品为大田界银铅锌矿石实验室流程试验的样品,样品包含了贫富矿石,样品总重量 300500 公斤,分别在贫富样品中选取具有代表性的矿石样品进行光薄片磨制,以备光学显微镜下进行矿物鉴定;对已按一定比例配矿的综合样品碾磨至200 目,以备 X 射线衍射分析。4.2矿石化学成分运用 XRF、ICP 等对矿区中矿石进行化学成分图 1 大田界铅锌银矿床样品 X 射线衍射分析图谱地质论评 2023 年 69
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