电子探针X射线显微分析在地质学中的应用.ppt

1、电子探针分析原理及在地质学中的应用,科学发展到了今天，人们已经能够利用直径小于1um的微束（电子束、离子束和激光束等）来激发样品，然后借助相应的探测系统和信息处理系统收集和处理被激发微区所产生的各种信息，如特征X射线、二次电子、背散射电子、俄歇电子、透射电子、吸收电子以及阴极荧光等，用以研究微区的化学成分、表面形貌和结构特征等。这就是人们通常所说的微区分析技术或微束分析技术。,微区分析或微束分析技术常用仪器,1、电子探针 2、扫描电子显微镜 3、透射电子显微镜 4、俄歇扫描电子显微镜 5、离子探针 6、激光探针 7、质子探针,微区分析或微束分析技术意义,使人们能更深入地研究物质的微观世界，越来

2、越普遍地应用于冶金、材料科学、地质学、矿物学、地球化学、矿产资源的综合评价和综合利用、生物学、医学、固体物理学、电子学和考古学。 近四十多年来，微束分析技术对矿物学、岩石学以及地学领域所产生的推动和影响与十九世纪四十年代偏光显微镜的应用相比，意义更加深远。人们公认，微束分析技术是测试技术发展史上一个极其光辉的成就。,微束分析技术及其发展历史,十六世纪光学显微镜的问世使人们能够比较有效地研究物质的微观世界。十九世纪四十年代开始，偏光显微镜成为地质学和矿物学家手中的强大武器，从而使岩石学、矿物学乃至整个地学领域的面貌焕然一新。 光学显微镜是通过放大被观察物体来提高分辨率的。光学显微镜的最高分辨本领

3、约为所见光的波长的一半。可见光的波长为40007000，因此，光学显微镜的最高分辨本领约为2000，与此相对应的放大倍数为1500倍左右。显然这对更深入的研究物质的微观世界是远远不够的。,电子探针发展史,1932年，Knoll和Ruska设计和制造了第一台电子显微镜。1939年，德国西门子（Siemens) 公司生产了第一台商品透射电子显微镜，其分辨率优于100。随着电子显微技术理论的技术的不断的发展，人们逐渐深入地研究物质的微观形貌和晶体结构，同时也促使许多科学工作者探索解决能否在进行微区形貌观察的同时又进行微区成分分析的问题。,1949年，在第一届欧洲电子显微会议上，Castaing描述了

4、他的电子探针X射线显微分析仪，该仪器用直径1um左右的聚焦的电子束作为激发源，用盖革计数管检测由样品发出的X射线，进行一般的定性分析，以后，又在仪器上加上了约翰逊全聚焦分光谱仪，使定量分析成为可能。 1913年，Moseley就发现，特征X射线频率与发射X射线的原子的原子序数平方之间存在线性关系。这就是著名的莫塞莱定律，其表达式为： =C(Z-)2,为特征X射线的频率，Z为原子序数，C和为常数（对K线，C=2.481015, =1)。同年，W.H.Bragg和W.L.Bragg又创立了著名的布拉格定律： n= 2dsin 式中，d为晶体的晶面间距，单位为，为X射线的入射角，为X射线的波长，单位

5、为 ；n为正的整数。莫塞莱定律和布拉格定律奠定了X射线分光化学的基础，加上三十年代以来在电子显微镜发展过程中逐步完善起来的电子光学技术以及随后由Johann和Johannsson设计和制造的弯晶X射线谱仪等，所有这些为Castaing的工作打下了物理基础和实验技术基础。,另外，Castaing 首先提出了将X射线强度比转换为元素质量浓度的定量处理方法，后期，许多人又致力和完善这一方法，今天，样品中主要组分的电子探针定量分析的准确度能达到相对误差在1-2%以内。同时，具有大晶面间距的分光晶体的应用，使电子探针能测定包括铍（原子序数为4）在内的超轻元素。 场致发射电子枪和六硼化镧阴极电子枪的应用，

6、大大提高电子枪的亮度。另外，随着电子光学，微电子学，X射线能谱技术和计算机技术的发展，电子探针仪器不断更新换代，性能不断改善，朝小型化，多功能化和自动化的方向不断进步。,1956年，在英国剑桥大学设计和制造了第一台扫描电子探针，从而实现了在电子探针仪器中能使电子束在样品表面上进行二维扫描。他们用背散射电子或特征X射线等信号来调制显像管的亮度从而得到样品表面形貌和元素的面分布信息。这样，电子探针不仅能用于定点定量分析，还能进行表面形貌特征和元素分布情况的观察和记录。,六十年代末期开始，人们通过接口，将计算机与电子探针的信号记录装置相连接，从而在电子探针工作者在进行分析操作的同时，计算机就直接获取

7、数据并进行处理计算，立即显示和打印结果，实现了电子探针分析的半自动化。 现今，随着计算机技术的发展，实现了X射线波谱分析的全自动化，即用计算机控制电子束，控制谱仪运动以实现自动寻峰、自动测量峰位计数、自动测量背景计数，控制样品台运动以自动寻找预先选定的分析位置，自动处理数据，并在屏幕上显示或在计算机上打印出定量结果。,电子探针分析技术的特点,1、微区分析方法 分析区域为1um3 2、不损伤样品 样品分析后，可以完整保存或继续进行其它方面的测试。这对于鉴定稀世珍品、博物馆珍藏等特别有利。 3、元素分析范围宽 元素定性分析范围为4Be92U；定量元素分析范围为12Na92U。 4、简便快速 单矿物

8、化学分析要求试样量往往是几十至几百毫克，这种显微镜下的挑选工作是非常繁琐的事情，对一些稀有分散矿物。则根本不可能挑选到足够的数量。另外，有些矿物互相穿插连生或有微细包裹体，很难保证所挑选的矿物是纯净的，这就不可避免使分析结果产生误差。而且化学分析结果是成千上万矿物颗粒的平均值，无法了解每个颗粒之间的差异。,电子探针分析则可以选取任何感兴趣的颗粒或某一颗粒内任何微区进行分析，可以有效的避开包裹体、缝隙和穿插连生矿物，选取理想的分析区域。电子探针配有光学显微镜，可以 一面观察，一面分析。另外，电子探针上都配有计算机，分析操作和数据处理自动化，几分钟内可以得到定量分析结果。,电子探针分析的基本方式,

9、由电子枪发射出来的电子束，通过一1030KV的加速电压赋以很高的能量，然后通过电磁透镜将其聚焦成直径小于1um的微束，以此作为激发源轰击样品待测分析微区，在样品表面几个立方微米的范围内产生特征X射线、连续X射线、二次电子、背散射电子、俄歇电子、阴极荧光等。根据莫塞莱定律，通过测定特征X射线的波长，即可确定样品中含有那种元素，这就是定性分析的基本原理。,保持相同的测试条件，（相同的工作电压、束流和探测效率），将试样中所测得的某元素A的特征X射线强度与标准样品中元素的特征X射线强度相比，即X射线强度比KA。作为一级近似，可以认为，KA大致等于试样中元素的浓度。然而，若要进行精确的定量分析，必须将X

10、射线强度比进行原子序数修正、吸收修正和荧光修正，即通常所说的ZAF修正，从而得到元素A的实际浓度CA。 将电子束照射在样品的某一个固定点上，对所产生的特征X射线进行定性或定量分析，成为点分析。而利用电子束偏转系统使电子束在样品表面沿着直线移动，同时将计数率计所记录的X射线强度信号输入显象管，用以调制X轴偏转信号强度而得到剖面图像。这种方法可以用照相的方法记录下来。,如果使电子束在样品表面进行二维扫描的同时，在显象管的屏幕上进行同步扫描，并用样品中某元素的特征X射线信号调制显示屏上的相应扫描点的亮度，便得到相应于该元素在样品表面二维浓度分布的特征X射线图象。这就是所谓的面分析。 除了元素的特征X

11、射线以外，还可以用二次电子、背散射电子、吸收电子为调制信号构成相应的扫描图象以得到关于样品表面的形貌、平均原子序数等信息。,电子探针的基本原理,1、电子与物质的相互作用 当一束加速电子轰击样品表面时，电子与元素的原子核和外层电子发生单次或多次的弹性和非弹性的碰撞，有一些电子被反向散射出样品表面，其余的渗入样品，逐渐失去其动能，最后被阻止，并被样品吸收，这是一个极为复杂的物理过程。可以产生下列多种信息：X射线、二次电子、俄歇电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、各种电子衍射（如柯塞尔衍射、电子通道效应、扫描透射电子衍射等）、阴极发光、特征能量损失电子和热量等。这些信息大都可以进行物质的成分、形态

12、、物性和结构等分析。,加速电子与物质相互作用，可以产生连续X射线和特征X射线。 连续X射线 是由于加速电子被物质阻挡突然停止后，电子的动能部分转变成热，部分转变成X射线。由于此种方式产生的X射线的能量有多有少，即X射线的波长在一定范围内是连续的，故称之为连续X射线。连续X射线构成了大多数元素的特征X射线的背景，影响了元素的检测灵敏度，减小了峰背比值。故在电子探针分析中作为干扰因素应该予以排除。,X射线,当某一元素的原子受到了加速电子的轰击时，若入射电子的能量大于该元素的临界激发电压，就可以把某些轨道上的电子轰击出来，使其成为激发状态。这时处于高能级的外层电子随即向低能级的内层跃迁，并以X射线的

13、形式释放出多余的能量。由于各种元素的原子结构不一，跃迁的方式各异，因而由电子跃迁所产生的X射线的能量（或波长），对各种元素也是不同的。莫塞莱定律清楚地指明了这种关系： =C(Z-)2 为特征X射线的振动频率；Z为原子序数；C和均为常数。 因此，这种X射线被称之为特征X射线。 在实际分析中，当原子序数小于36时，用强度最大的K线，当原子序数为36-92时，则用L（U等有时用M线），当有干扰线存在时，也有偶然选用其他的谱线。其他谱线因强度太弱或波长不合适，通常不用作分析。,特征X射线,广义的背散射电子是指与入射电子成相反方向从样品向外散射出来的电子。但是，这一类电子的能量变化很大，从零电子伏特直至

14、等于原始入射的一次电子能量均有，形成了两个显著的峰值。一个峰值位于原始电子能量的地方，一个峰位于2-3电子伏的地方。 现在人为地将能量小于50电子伏的电子单独划分出来称做二次电子。而把大于50电子伏的电子，包括弹性散射（即低损失背散射电子）的和多次的非弹性散射的一次电子（即高损失背散射电子），统称为背散射电子。实际上其中还有俄歇电子的发射。由此可见，背散射电子的能量大多数接近或等于入射电子的能量。 另外，背散射电子的发射也与样品中元素的平均原子序数大小有关，原子序数越大，背散射电子越多，反之则越少。此外，背散射电子的发射也与样品的表面形态有一定的关系，因此，观察背散射电子图象可以粗略的确定样品

15、中平均原子序数的大小和表面的形态特征。,背散射电子,通常是指能量为0-50电子伏的背散射电子，其大多数的能量约在2-3电子伏之间。这些电子是一次电子轰击样品后由样品发射出来的真正二次电子。由于二次电子的能量很低，只有样品表面产生的二次电子才能跑出表面。因此二次电子的发射几率与样品表面的关系极大。故二次电子可以用来表征样品的表面形态。扫描电子显微镜正是利用这一点进行样品的形态研究。,二次电子,为样品所吸收的电子。吸收电子信息的强弱与背散射电子、二次电子的强弱密切相关。凡背散射电子信息和二次电子信息强的样品，吸收电子信息就较弱，反之，则较强。吸收电子的图象可以反映样品平均原子序数的大小，能提供样品

16、定性分析方面的资料。,吸收电子,俄歇电子,这种电子产生的方式与二次电子相似，但本质不同。当固体样品受到电子轰击后，若从内层溅射出一电子，留下空位必由高能级的电子来补充。在跃迁过程中释放出能量，这能量可再导致一外层电子溅射出来。此电子即称俄歇电子，由于跃迁能量是由被激发原子的结构特征所决定的，所以俄歇电子能谱对各元素总是特征的。故可用俄歇电子信息进行样品的成分分析。对低原子序数的元素来说，产生俄歇电子几率往往比产生X射线的几率大很多倍，因而用俄歇电子能谱法分析轻元素比用电子探针方法效果好些。同时，由于俄歇电子的能量较低，只有在表层10埃以内的电子才得以保持其特征能量，因此，用此信息可以分析样品表

17、面几埃厚度的化学成分。,透过薄膜样品的入射电子。利用这种信息可得到透射扫描电子图象。这种图像与普通电子显微镜所观察的图象相近，只是成象的方式不同，分辨率稍差。但没有色散，并允许观察较厚的样品。在电子透射过程中，入射电子受到样品原子基体的振荡，而损失一定的能量，这种能量损失对各种元素是不同的，因此，用测定电子能量损失的方法可以确定样品中的元素的成分。,透射电子,阴极荧光,电子轰击样品时，有时可产生可见光、紫外光和红外光，此现象即为阴极发光。产生的机理为：当激发电子跑到导带后，在导带中成为自由载流子，能释放出一部分能量，这部分能量呈波长较长的红外光、紫外光和可见光发射出来。阴极发光可以用来检测样品

18、中的微量杂质元素的存在，也可以直接鉴定矿物。,电子探针的基本结构,1、电子光学系统 2、X射线晶体分光谱仪 3、光学显微镜 4、样品室 5、X射线的测量记录系统,电子光学系统,通常称为镜筒部分。主要包括电子枪、聚光镜和物镜。 它主要的作用是产生一直径为100埃几百微米的高速电子束，使之轰击样品产生各种信息，以供分析。,电子枪的作用是产生具有足够亮度和速度的电子束。目前常用的钨丝组成的热阴极三级电子枪，它主要是由灯丝、栅极和阳极组成。 灯丝加上高压后，发射热电子，栅极起静电聚焦的作用，阳极起加速电子的作用。 灯丝发射电子的面积约为150微米左右，经栅极和阳极的聚焦后，电子束的最小直径约为20-3

19、0微米。 电子枪的好坏可用亮度（单位立体角单位面积通过的电流）、灯丝寿命、光源面积和稳定性来衡量。 对于热阴极三级电子枪，亮度约为5104 安培/厘米2立体角；寿命为100小时；光源面积为100-150微米，束流稳定性为510-3/小时。,电子枪,电磁透镜分聚光镜和物镜两种。 聚光镜的作用是控制束流和缩小电子束的直径，使电子枪发射出来的直径为20-50微米的电子束缩小为几十分之一至几百分之一。物镜也可将电子束缩小，但主要的作用是调节电子束的焦距，使之聚焦于样品的表面。,电磁透镜,扫描线圈、光阑和消象散器,扫描线圈可以称为电子光学系统的心脏。它受扫描发生 器的控制，能使电子束在样品表面进行扫描，

20、同时扫描发生 器还控制显像管作同步扫描。这时，如果用样品上发射出来 的X射线强度来调制显像管的亮度，即可获得样品表面的X射 线分布图，即成分分布图。光阑的作用是用于挡住部分电子 束，使电子束直径变小，同时也可以减少电子束色差。消象 散器用于电子束的象散调节，以获得无象散的图象。,2、 X射线晶体分光谱仪,此部分用于进行X射线的分光，并把分光出来的某一元素的特征X射线转换成电脉冲信号，输入到计数系统中去，谱仪主要由分光晶体、X射线探测器及其连动装置等组成。,分光晶体,各种晶体、分子作有规律排列的薄膜和光栅等均可用作 某一波段的X射线的分光。但必须具备衍射效率高、分辨率 好、峰背比大、易于加工和适

21、于长期使用的晶体和薄膜， 才能选作分光器。,用于探测晶体分光所得的单色X射线。因为只有正比计数管和闪烁计数管所产生的电脉冲与入射的X射线的能量成正比。因此，适用于X射线的检测。目前，在电子探针中广泛应用于流气式正比计数管。计数管中流动气体一般是90%氩气和10%的甲烷气体。,X射线探测器,谱仪的机械结构,目前电子探针几乎全部采用直进式的谱仪结构。这种 谱仪的特点是晶体沿一直线方向运动，同时还作自转， 以一直保持在聚焦圆上。,为了选择分析区域和观察电子束轰击试样的情况（电子束斑的大小和形状）,光学显微镜,样品室,用于放置测试样品和标准试样。主要由测角台和样品座 等组成。对样品室的要求是能放较多的

22、大样品，试样位 移的机械重复性好，交换试样方便。,X射线的测量记录系统,由流气式正比计数管接收到的X射线信息，一般都是非常 微弱的，因此，必须首先经前置放大器和主放大器放大， 然后送到脉冲高度分析器进行甄别，除去一些干扰脉冲。 然后以各种方式将X射线的强度进行显示。,2、电子探针分析的基本原理,电子探针分析是通过测量电子束轰击样品所产生的X射线的波长（或能量）及其强度来实现的。通常有两种方法，一种为波长色散法，一种叫能量分散法。一般电子探针分析只是前一种分析方法，后一种方法定量分析精度较差，但分析速度较快。,此方法也称为晶体衍射法。是利用晶体对X射线的衍射来达到分光的目的，以进行元素的定性和定

23、量分析。分辨率高，定性正确、定量效果好。,波长色散法,当X射线射入晶体时，能引起晶体中原子的电子发生振荡 ，产生次生X 射线。这种现象称之为古典散射，或相干散射。这就是使晶体的原子成 为新的X射线激发源。次生X射线的波长与原始的X射线的波长相同，只 是单一的X射线的波长是微不足道的。但是晶体中存在周期重复的原子， 由这些原子所产生的次生X射线会发生干涉现象。并当光程差等于波长的 整数倍时，X射线发生衍射，互相叠加，使它产生的X射线“反射 ”。而光 程差不等于波长的正数倍时，次生X射线会抵消掉，不发生“反射”。上述 这种现象可用吴里夫布拉格公式表示： n=2dsin 式中：n=1、2、3，.等整

24、数，表示衍射级次；为X射线的波长；单位 为埃；d为晶体的面网间距，单位为埃；为衍射线与晶面的夹角。,对于某一晶体而言，d值是一定的。所以，对波长为的某一X射线，必能找到合适的角满足该方程式，而发生X射线的衍射。当然，在同一角处，波长为/2、/3的X射线也可以满足吴里夫布拉格公式而发生衍射。但是，只有当n=1时，衍射强度最大，而其他级次的衍射X强度较弱,可用能量甄别加以消除，而实际上只有波长为的X射线被测量计数 ，达到分光检测的目的。由分光晶体检测所发射出来的x射线，使之进入正比计数管，转换成电脉冲，然后经前置放大器放大，输入定标器中计数，即可获得某一元素的特征X射线的强度。这就是波长色散法的基

25、本原理。,分析试样的准备,样品的大小合适： 成型后的样品不得大于试样座的最大内经。不同型号的电子探针样品座内经不相同，在制备样品前要弄清楚这一点。不然应将样品尽量的制的小一些，以直径不大于10毫米，高度不大于10毫米为宜 。 样品表面应具有良好的导电性： 对于导电性较差的绝大多数透明矿物，或镶嵌于透明矿物中的不透明矿物，都必须在分析前用喷镀仪在样品表面喷镀一层导电薄膜，不然无法进行定性和定量分析。 样品表面要尽可能的光滑平坦： 在作定性分析时，这一条件要求不严。但在定量分析时，要把样品磨的越平越好。试样表面的任何凹凸不平，都将严重的影响X射线的出射角，并使吸收和荧光效应产生很大的不同，使定量分

26、析的误差大为增加。,样品的制备,引起样品污染的原因很多，应在每一步工作中防止污染。 如在磨片过程中，为了防止磨料的污染、相邻矿物的污染以及氧化薄膜的形成，必须用蒸馏水或酒精清洗，并及时擦干净。 在作分析位置的标记时，切勿用手摸矿物的分析表面，也不能用碳素水等污染分析对象。 此外，磨好的样品不能在空气中久置，已镀膜的样品也需要马上进行分析，否则有可能因氧化而影响分析精度。,要防止样品表面的污染,导电膜的喷镀,非导电性样品上的导电膜一般都是用碳来制作的。因为碳 纯度高，对电子束和X射线的吸收小，稳定性好。 真空镀膜仪是利用两根尖端接触的碳电极通过大电流（50 安培）时所产生的高温而使碳电极蒸发，以

27、形成碳膜。,为了使电子探针分析得以顺利进行，提高分析速度和精度，在电子探针分析之前必须对样品进行充分的光学观察及其他必要的研究。 因为电子探针中的光学显微镜寻找分析区域与普通偏反光显微镜的操作差别很大，寻找起来比较困难，这不仅仅因为电子探针中的光学显微镜的分辨率差、光源色调差别较大，更主要是由于光学显微镜的物镜、样品台等都置于高真空中，试样的调节完全在真空外控制，无法用肉眼判别分析区域是否已移至物镜中心附近，因此，必须在分析区域上作上标记，通常用碳素笔。最好拍高倍显微照片，这样找样品分析位置比较方便。 需作分析的矿物颗粒最好大于数微米或更大，否则很难得到精确的定量分析结果。选择表面比较平坦，没

28、有微小包体的区域，必须注意矿物包埋情况，防止分析是发生干扰。,样品的初步观察与研究,定性分析,找到分析区域后，首先要了解一下分析样品中含有哪些元素，这就是定性分析。它包括三种不同的分析方式： 1、 点分析： 这种分析方法就是把电子束固定轰击于试样的某一部位，然后移动衍射晶体，用记录仪同步记下各种元素特征X射线的衍射峰的位置和形态，用这种方法可以检测含量为0.05-0.5%探针分析范围内的所有元素。 2、线分析： 这种方法是利用电子束的偏转，以实现分析试样中某元素在某一直线上的浓度变化，这种浓度变化曲线可以在荧光屏上显示，并用照相记录下来。 3、面分析： 面分布分析法主要是通过观察特征X射线图象

29、来实现的，特征X射线的面扫描图象能定性地显示出微区中某一元素的分布情况。白点越密集的地方，表示该元素的含量越高，反之则越低。由于背景影响的存在，在不含某一元素的区域，往往也有少量的白点，这不能看作是含有少量的该元素，只能代表背景值。,定量分析,1、首先对试样作定性分析，确定分析的微区和定量分析的元素。 2、逐一测定每个元素的特征X射线的峰值强度和背景值。测量时间为10秒。 3、在同一实验条件下测定各有关标样的同名特征X射线的峰值强度和背景值。 4、求算峰值和背景值的平均值 5、求出各特征X射线的相对强度Ki(i为元素代号）。 Ki=（Ip试样-Ib试样）/ （Ip标样-Ib标样） 式中： Ip

30、试样和Ip标样分别为试样和标样中i元素的特征X射线的峰值强度， Ib试样和Ib标样分别为试样和标样中I元素特征X射线的背景值。 X射线强度比Ki为一级近似定量值。 是电子探针定量修正的最重要的原始测量数据。,1、样品要尽可能的磨得很平。稍有不平的样品会带来百分之几到百分之十几的测量误差。 2、要防止样品表面被污染和氧化薄膜的形成，制成后的试样，随即清洗干净，不宜在空气中久置，以防止形成氧化膜。最好能尽快分析，或暂时放入干燥器中。 3、要制等厚的导电膜。导电膜一般200300埃为宜。厚度太小，导电膜易被电子束破坏，使分析不能进行。导电膜太厚，会严重影响某些元素的精确测定。 4、要防止电子束轰击样

31、品时所产生的碳污染。电子束轰击样品，随着时间的延长，将在样品表面形成一层越来越厚的碳膜，使试样中各元素的特征X强度逐渐减小，这对轻元素和超轻元素的影响更为显著。为此，在测量过程中应尽量减少对被分析区域的轰击时间。 5、要注意工作电压的选择，临界激发电压较高的元素，应使用25千伏。对于原子序数较小的元素，如硅酸盐类样品可用15千伏，对于超轻元素则常常选用10千伏为宜。,定量测定中需要经常注意问题如下：,定量分析的修正方法,试样中A元素的含量CA是其特征X射线的强度IA与在同样条件下纯A标样的同一特征X射线强度I(A)比值KA=IA/I（A）的函数。作为一级近似可令CA=KA.即： CA=IA/I

32、（A） 当标样为化合物时 CA=IA/I（A）C（A） C（A）为标样中A元素的含量。 但是，这种关系实际上总是不能完全成立的。由于试样和标样组成的等方面的差异，使试样和标样中电子与物质的相互作用以及X射线与物质的相互作用不完全相同。 定量分析中的非线性因素有如下两个方面。 其一是内在因素，包括与电子穿透、电子背散射有关的原子序数效应，基质对特征X射线的吸收效应，基质对特征X射线的荧光效应。,其二是外加条件：电子的入射角。X射线的出射角，电子的加速电压。 在上述两个方面的因素中，内因是本质，是定量分析中主要研究的实质问题。而外因是人为的，是可以加以控制的。因此在定量分析中主要是要弄清楚内因与X

33、射线强度之间的相互联系。对于这一问题，国内外均作了一定程度的研究。 通常认为，当加速电子束轰击试样时，大多数电子进入物质内部，这些电子一则要遭到阻挡而减速，二则会有一部分电子从物质表面背散射出去。由于标样和试样对电子的阻挡本领及背散射系数不同，因此，入射到同一深度的电子数目及能量也不相同，这使入射电子激发特征X射线的几率不同。由于背散射和阻挡本领均与原子序数Z有关，因此，涉及这种激发几率不同的修正计算称之为原子序数修正。 其次，在物质内部激发产生的特征X射线，从激发点行进到达物质表面的过程中，由于会被物质吸收而逐渐减弱。因为试样的平均质量吸收系数与标样不尽相同，有必要进行吸收修正。而且，一般来

34、说，吸收修正是修正计算中最重要的修正相。再其次，电子激发产生的初级特征X射线及连续X射线还有可能作为新的激发源产生次级特征X射线（即荧光），这种次级特征X射线叠加在初级特征X射线上，使发射的特征X射线加强，这就需要引进荧光修正。,因此，定量测定所得的X射线强度比值KA要经过一系列修正计算，才能得到试样中A元素的真实含量CA。用数学公式即为： CA=KA ZA AA FA 以这种理论为根据的修正方法，即目前国内外广泛应用的ZAF法。,电子探针在地质学上的应用,许多矿物用普通光学方法总是得不到肯定的结论，特别是不透明矿物。一些新、杂、微、细矿物虽然采用破碎、分选后进行化学分析的方法取得一定效果 ，

35、但是总的来说速度慢、成本高、精度差，特别是当矿物只有几个微米大小，或互相连生，或呈固溶体、反应边时，那就基本上无法获取成分结果，严重影响矿物鉴定，而电子探针在这方面能发挥其长处，为矿物鉴定提供了一个有力的手段。特别是当电子扫描技术引进电子探针后，在这方面有了重大的突破。,1、微粒微量矿物鉴定,譬如：某地产出的铬铁矿石中，含有较为大量的细鳞片状矿物，使云母还是滑石在镜下难于确定，用电子探针测定知道其不含钾，铝，而含大量的镁，即可定名为滑石。 再如，沸石类矿物，因其颗粒极为细小，接近于粘土矿物，且又经常与其他矿物互相连生在一起，用常规的分析方法无法了解其成分特点，用电子探针对分析发现斜发沸石为钾型，K2O的含量可达6.3%之多，丝光沸石为钙型，CaO的含量可达4%，钾钠含量较低。同时配合使用电子显微镜作形态观察。发现丝光沸石通常呈纤维状，而斜发沸石呈板状。,丝光沸石通常呈纤维状,斜发沸石呈板状,根据电子探针本身的特点，决定了它适合于研究矿石中有益或有害元素的赋存状态。 例如，通过电子探针分析表明。我国许多铂矿和含铂的伴生矿床或含铂岩体，当品位达到0.5克/吨以上时，几乎总是能找到独立的铂族矿物，为综合利用这些铂金属指名了方向。 再如，四川某钒钛磁铁矿伴生有数量可观的铬，但铬的赋存状态一直不太清楚。通过