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电子探针微量元素合成的一些思考(二)

发表于 2024-10-18 01:35:50 来源:饕餮之徒网

在实际使掷中,电探经由定性合成或者矿物学根基常识对于被测样品的针微元素多样性妨碍识别后,必须首先判断被丈量元素之间是量元否存在相互可能发生干扰的谱线–这在所有电子探针合成软件中都可能查问到(即L值或者能量e V)。在微量元素丈量中,素合思考因为其含量自身就比照低(<1.00 wt%),电探因此,针微纵然是量元泛起来自主量元素较弱谱线Kβ、Lβ的素合思考干扰也会导致一个清晰的偏差。比喻,电探在含F矿物(云母)以及熔体的针微F,Cl含量测试中,Li以及Hermann(2015)等人就发现F的量元Kα、Fe的素合思考Lα以及Mn的Lα谱线特色峰位有重叠,从而接管了响应的电探优化措施,并改善了试验条件,针微且开启了PHA滤波整合模式(见下文)。量元同样,在稀土元素的合成中,元素重叠峰的干扰状态愈加严正。因为稀土元素之间的化学性子十分挨近,具备相似的外层电子结构,这就导致差此外稀土元素的特色X射线之间存在少许峰位挨近的谱线,且绝大少数在技术层面都是无奈被精准识别以及辨此外(William,1996)。尽管钻研职员随后提出了运用更正因子来规避以及剥离稀土元素之间的干扰(Amli and Griffin,1975;Roeder,1985),并运用响应的更正算法来运用于一些比照严正的谱峰重叠状态(Donovan et al.,1993;Fialin et al.,1999),且也都取患了不错的试验服从(王汝成等,2006;Konecny et al.,2018),可是受制于合成流程的重大性以及规范物资坚贞性等因素,稀土元素的合成平凡只限度于解决特定迷信成果上,如稀土矿物的合成(王树根,1987;Donovan et al.,2003;Jercinovic,2008;Goemann,2011)、以及茕居石等副矿物的电子探针化学定年方式中(见张文兰等,2003),且多数需要前期妨碍少许的优化合计解决(比喻王勤燕等,2007),对于钻研职员的业余常识以及技术能耐要求颇高。

除了峰位重叠干扰成果,布景值(BG,Background)的丈量与扣除了也是十分紧张的。平凡来说,假如被测的多少种元素的特色峰位靠的较近(比喻±5 妹妹),那末就必须妨碍条件试验来追寻一个公平的布景值,减小可能导致的误差。比喻,在主量元素测试中,以造山带与地壳蜕变教训部重点试验室的两台JEOL探针为例(JXA 8100以及JXA8230),笔者在设立氧化物规范(11种主量元素:K、Ca、Ti、Mg、Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Na、Si)合成挨次中发现,K的布景值均可设为±5 妹妹(PETJ),而Ca的布景值(PETJ)在两台仪器的谱仪中则需分说设定为+1.5 妹妹、-1.5 妹妹(JXA8100)以及+1.5 妹妹、-1 妹妹(JXA 8230)。这是经由少许的条件试验,妨碍WDS谱仪的全谱段定性扫描,不断试验差此外BG值对于试验服从才患上出的履历值。笔者觉患上,这应该是因为每一台电子探针的谱仪结谈判分光晶体的功能存在差距所导致的,因此,倡导各个电子探针用户也最佳经由条件试验追寻这样一个适量的布景值。

在微量元素合成中,若何精确设定布景值则是对于数据品质有十分紧张的影响。首先微量元素的特色峰位的计数率平凡都较低,即具备较弱的特色峰强度(高度),那末就极有可能被其余(干扰)元素的特色峰位以及/或者布景噪音浸没。特意是在重金属(>Fe)元素共存的时候,状态会更清晰(严正):重金属元素可能激发出少许的特色X射线谱线(Kα、→Mα、Mβ、M&ga妹妹a;),因此会大大削减过错分说微量元素特色峰的峰位及其强度计数的多少率。其次,区别元素干扰(重叠)峰的存在,也对于精确丈量微量元素的布景值(畛域)提出了更高的要求,这将间接影响微量元素的定量合成精确度(accuracy),从而导致较大的误差泛起(Donovan et al.,2016)。最后,布景噪音的干扰在微量元素的测试中平凡会十赫然晰,泛起峰背比值挨近1(P/B≈1)的多少率会十分高,这时候,妨碍传统的峰位左右两点扣除了合计就不是很适量了,因为此时约莫率会导致该微量元素被误觉患上是布景噪音而被解决掉(遗漏,未被合成),概况被严正低估着实含量–纵然惟独一点点的扣除了合计误差,也会导致重大的扣除了误差(Jercinovic,2008)。针对于这种状态,Merlet以及Bodinier(1990)提出了布景值多点扣除了法(multi-point background MPB method),并在随后患上益于软件技术的发展被进一步美满(请参考Donovan software,http://probesoftware.com)。MPB方式可能实用识别出某种/些微量元素是否着实存在(即峰位识别难题、强度计数不清晰、峰背比值趋同的状态),可能普及微量元素测试的精准度,并在实际使掷中,如茕居石微量元素合成患上到了很好的运用(Allaz et al.,2019)。

1.3 脉冲幅度合成器(PHA)的启用

PHA的使命道理是经由配置差此外分说电压来分说具备区别能量可是高阶线以及一阶线重合的特色谱线。比照典型的例子便是对于磷青铜的合成:P的Kα谱线(P_Kα=197.24 妹妹)与Cu的第四阶Kα谱线简直重叠(Cu_4th Kα=197.54 妹妹),假如不开启PHA的过滤功能,合乐成果中的P含量个别会偏高近三倍,而开启PHA滤波功能后(Diff mode),P_Kα谱线的能量正好是Cu_4th Kα谱线能量的4倍,因此,经由放大器放大后输入到PHA通道的脉冲高度是不相同的,占有了PHA差此外通道窗口:P_Kα谱线峰位的能量扩散在Hv=1~3 v的电压畛域,而Cu_4th Kα谱峰峰位的能量扩散在Hv=6~10 v的电压畛域。因此,经由配置适量的分说电压就能从脉冲信号上把两者分说开的(图2)。实际测试使掷中,尽管在平凡状态下并不需要启用PHA的滤波功能,咱们仍是倡导对于是否开启PHA的整合(Integral,Int.)或者分解(Differential,Diff.)功能妨碍考量。这在F、Cl测试(Li and Hermann,2015)以及金红石的Zr含量测试中(李小犁等,2017)均有运用。

1.4 规范物资的选用

规范物资的坚贞性以及公平选用是电子探针定量合成数是否及格的紧张性条件条件。在数据预解决历程中,尽管可能运用ZAF、PRZ等更正算法妨碍诸如基体效应等方面的校对于,系统误差与丈量误差在更正历程中会发生传递并叠加到终于结果上。在微量元素合成中,因为待测元素自身含量低,纵然一个原本较小的误差/偏差也会导致数据服从的坚贞性着落。事实上,规范物资应该以及待测物资残缺不同,比喻,测试橄榄石就应该运用橄榄石标样,可是在实际使掷中平凡很难实现。个别状态下,规范物资的抉择应凭证如下两个根基原则:(1)该元素在标样物资中具备较高的相对于含量;(2)规范物资与待测样品的晶体化学规范残缺不同,概况至少十分类似(氧化物、硫化物、金属化合物等)。假如两者不可同时知足,如元素在某规范物资中含量较高,但规范上与待测物资不不同(氧化物vs.金属化合物),那末平凡抉择含量最高的物资为原则为佳。

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