第一讲矿物学研究技术

成岩成矿矿物学硕士研究生课程课程主要内容矿物学研究基本方法与思路（微区分析技术、晶体化学式计算等）成岩成矿过程的矿物学示踪（造岩矿物、副矿物、硫化物等）（锆石、榍石、金红石、稀土矿物等）矿物学研究基本方法形貌与岩相学分析：光学显微镜（偏光显微镜、双目镜）、扫描电子显微镜（SE）矿物内部结构、构造分析：光学显微镜、BSE、CL成分分析：湿法化学分析、X荧光光谱分析、电子探针分析、ICP-MS、离子探针结构分析：X射线衍射仪（粉末、单晶）、透射电子显微镜矿物鉴定：X射线衍射仪、电子探针、拉曼探针矿物常规研究手段：光学显微镜偏光显微镜

透射光

反射光直接、简便地了解岩石或矿石中矿物组成、组合与结构、构造薄片中的矿物鉴定矿物的第一步获取岩相学信息的最直接和简便的方法透射偏光显微镜下的造岩矿物olivineplagPPLXPLWidthoffieldofviewis3.0mmHeterosite紫红色异磷铁锰矿(Fe3+,Mn3+)(PO4)Alluaudite黄绿色磷锰钠铁石NaMnFe3+2(PO4)3Hagendorfite蓝绿色黑磷铁钠石Na2Mn(Fe2+Fe3+)(PO4)3Fransoletetal.,2004伟晶岩中原生黑磷铁钠石的岩相学特征富铯锂云母脉铯沸石富铯锂云母锂云母单偏光图像铯沸石富铯锂云母铯沸石正交偏光图像铯沸石富铯锂云母母单偏光图像锂云母锂云正交偏光图像单偏光图像铯沸石富铯锂云母锂云母富铯锂云母锂云母铯沸石富铯锂云母锂云母铯沸石Cs2O=1-5wt%Cs2O=25-27wt%锂云母与富铯锂云母反射偏光显微镜下的金属矿物黑龙江三道湾子金矿矿石矿相显微镜照片,主体为碲金银矿,其上的裂隙和晶隙间分布有自然金(黄色)和少量碲金矿(灰白色)许虹等，2012微区化倾向越来越明显，多体系微区分析技术集成将是未来发展方向现代矿物学分析技术的特点电子探针电子探针是获得矿物微区精确成分的分析仪器JEOLJXA8100型电子探针LA-ICP-MSAllanite褐帘石利用激光熔样技术，在微区尺度分析矿物的微量元素含量X射线衍射仪微区X射线衍射仪使得在毫米尺度进行矿物晶体结构分析成为现实同步辐射技术当利用X射线衍射技术分析小样品时，要求入射X射线：高亮度、高稳定性↓↓

同步辐射光源X-raybeamBragg’slaw:2dsinq=nll:wavelengthq:incidentangled:distancebetween2atomicplansn:integer透射电镜透射电镜主要用于研究矿物微结构，直至晶胞结构。红外和拉曼光谱振动光谱包括红外光谱和拉曼光谱，反映分子之间的相互作用。GarnetCoesiteQuartzX-ray结晶学Yxdqinphaseinphaseqq nl=2dsinq石英的X射线衍射数据锂云母的微区X射线衍射分析JEOLJXA8100型电子探针电子探针电子探针分析的物理基础电子与固体的相互作用X射线谱仪分光晶体（分析晶体）X射线探测器精密机械系统记录显示系统线性全聚焦谱仪谱仪几何学样品、晶体和探测器分布在一个轨迹圆(罗兰圆，Rowland)上。由于样品是固定的，所以晶体和探测器必须一种保持在Rowland圆上移动。

分光晶体的条件分光晶体必须是化学上稳定的。分光晶体无须太完美。如果衍射峰太尖锐的话，其峰位则很难再现。分光晶体必须具备良好的散射有效性，如区分相邻谱线的能力。散射有效性必须满足：LiF(Lithiumfluoride)：衍射晶面200,2d=4.028ÅPET(Pentaerythritol)：衍射晶面002,2d=8.742ÅTAP(Thalliumacidpthalate)：衍射晶面1011,2d=25.75Å常用分光晶体TAP：主要用于Na、Mg、Al、Si、F等STE：主要用于分析B、C、O等PET：主要用于分析Cl、K、Ca、Ti、P等LiF：主要用于分析Fe、Mn、Cr等LDE,PC：主要用于超轻元素Be,B,C,N,O,FSignalsandInformationsTypicalImages(Sample:Electronicparts)a)

SecondaryElectronImage

(SEI)b)

BackscatteredElectronImage(COMPO）d)

MapanalysisbyX-ray

（Sn）c)

BackscatteredElectronImage(TOPO）QualitativeAnalysisQuantitativeAnalysisSiAlNCOMPOAnalyticalmethodinEPMAMapAnalysis(AreaAnalysis)LineAnalysisPointAnalysis电子探针的主要分析功能1、图像功能二次电子像(SEI,Secondaryelectronimage)背散射电子像

(BEI,Back-scatteredelectronimage)SEIBEI背散射电子像:单斜辉石中的斜方辉石出溶锆石中U、Th含量的微弱变化导致其背散射电子像的差别阴极发光(CL)图像两种阴极发光技术：利用电子枪

热阴极技术利用电离化气体

冷阴极技术37QuartzPanchromaticCLMap

(BeamScan)Acc.V15.0kVProbeCurrent5.0nADwelltime1msPoints512*512Size(mm)

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