本發(fā)明屬于F元素微區(qū)原位測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于測定天然礦物中F含量的電子探針定量分析方法。

背景技術(shù)：

電子探針分析(Electron probe micro analysis，簡寫為EPMA)是測定礦物微區(qū)化學(xué)成分的主要手段之一，在地質(zhì)研究中占有不可替代的地位。理論上，該方法可以測定原子序數(shù)大于等于3的元素，但僅對原子序數(shù)大于等于11的元素的定量結(jié)果較好，而對原子序數(shù)小于11的輕元素的定量結(jié)果不理想。天然礦物中普遍含有輕元素，有的元素用電子探針無法定量，如Be、B元素等，有的元素通常根據(jù)陽離子數(shù)進行配比，如C、O、N元素等。

對于F元素，現(xiàn)有常規(guī)電子探針測試條件進行定量分析，但效果不盡人意。天然礦物中F元素是普遍存在的(如云母類礦物、角閃石類礦物等)，但天然礦物在微觀尺度上往往不均勻，并且通常顆粒較小，這使得天然礦物很難像人工材料那樣進行化學(xué)分析。礦物中F元素含量的高低不僅對成礦流體特征、來源等具有指示意義，有時對礦物的定名也尤為重要，關(guān)乎到新礦物種的界定，往往F含量的微弱變化都會影響其分類命名。從地質(zhì)演化角度講，F(xiàn)的準(zhǔn)確定量對分析地質(zhì)環(huán)境、成巖成礦的地質(zhì)條件與成巖成礦物質(zhì)來源、流體特征等都具有指示意義；從礦物學(xué)角度分析，F(xiàn)的準(zhǔn)確厘定對礦物的分類命名有著重要的意義；從分析測試方法角度來講，電子探針中F元素的準(zhǔn)確定量能夠促進電子探針測試技術(shù)的發(fā)展，從而使電子探針的應(yīng)用更加廣泛，并且對其他輕元素準(zhǔn)確定量研究存在一定的借鑒意義。

盡管現(xiàn)有技術(shù)中技術(shù)人員普遍應(yīng)用電子探針進行F元素定量分析，但是由于輕元素的特征，定量分析受到各種條件的影響，導(dǎo)致分析結(jié)果準(zhǔn)確性較差，難以滿足技術(shù)要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有技術(shù)中的電子探針分析法難以對天然礦物中的F元素含量進行準(zhǔn)確的定量分析。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述：

一種用于測定天然礦物中F含量的電子探針定量分析方法，包括以下步驟：步驟1.制備樣品和鍍碳；步驟2.查找、確定待測含F(xiàn)礦物；步驟3.在定量分析條件下測量計數(shù)強度；步驟4.計算F元素含量。

步驟1包括以下操作：

將天然礦物樣品磨制成適合電子探針分析形狀的待測樣品，待測樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品同時噴鍍碳導(dǎo)電膜；

步驟2包括以下操作：

利用X射線能譜譜圖，在待測樣品中查找、確定待測含F(xiàn)礦物；

步驟3包括以下操作：

在相同定量分析條件下依次測量標(biāo)準(zhǔn)樣品的計數(shù)強度以及待測含F(xiàn)礦物的計數(shù)強度；

步驟4包括以下步驟：

對比分析標(biāo)準(zhǔn)樣品的計數(shù)強度和待測含F(xiàn)礦物的計數(shù)強度，對對比分析結(jié)果進行修正，得到F元素含量。

作為優(yōu)選方案：步驟1中，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品為含F(xiàn)質(zhì)量比為9.02％的金云母；碳導(dǎo)電膜的噴鍍厚度為30nm。

作為優(yōu)選方案：步驟3中，所述定量分析條件包括加速電壓、束流、束斑、元素分析線系、分光晶體、背景測量位置、峰位和背景的測量時間以及 元素測量方式：加速電壓為15kV；束流設(shè)置為10nA～20nA，束斑為1～20μm；F元素的分析線系為kα線，分光晶體為LDE1晶體；峰位兩側(cè)的背景測量位置選擇在-7.6mm和+4.4mm處，峰位和峰位兩側(cè)背景的測量時間10s和5s，峰位尋峰方式為儀器自動尋峰；測量F元素時，脈沖高度分析器的模式選擇微分模式，測量基線為0.5V，窗口寬度為5.5V。

作為優(yōu)選方案：步驟4中，采用ZAF法進行修正。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的一種用于測定天然礦物中F含量的電子探針定量分析方法，通過詳細周密的實驗方案設(shè)計，最大限度地排除了測試過程中的干擾因素，確定了最佳的電子探針分析測試條件，實現(xiàn)了準(zhǔn)確測定微觀尺度下天然礦物中F元素含量；

(2)本發(fā)明的一種用于測定天然礦物中F含量的電子探針定量分析方法，是一種微區(qū)、原位、無損、準(zhǔn)確測定天然礦物中F含量的測試方法，可有效解決常規(guī)電子探針測試方法測量誤差過大的缺陷。

具體實施方式

下面實施例對本發(fā)明的一種用于測定天然礦物中F含量的電子探針定量分析方法進行詳細說明。

本發(fā)明的一種用于測定天然礦物中F含量的電子探針定量分析方法，包括以下步驟：

步驟1.制備樣品和鍍碳

將天然礦物樣品磨制成適合電子探針分析的光薄片狀或光片狀待測樣品，待測樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品同時噴鍍碳導(dǎo)電膜。

本實施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品為含F(xiàn)質(zhì)量比為9.02％的金云母。

本實施例中，碳導(dǎo)電膜的噴鍍厚度為30nm。為了便于技術(shù)人員便捷地掌握噴鍍厚度，可以對待測樣品、標(biāo)準(zhǔn)樣品及黃銅同時噴鍍碳導(dǎo)電膜，當(dāng)黃銅 表面呈淺藍綠色時，表明噴鍍厚度約為30nm，即可結(jié)束鍍碳操作。

步驟2.查找、確定待測含F(xiàn)礦物

將步驟1進行過鍍碳操作的待測樣品放置于樣品室的樣品臺上，移動樣品臺，利用X射線能譜譜圖，在待測樣品中查找、確定待測含F(xiàn)礦物。

步驟3.在定量分析條件下測量計數(shù)強度

所述定量分析條件包括：加速電壓、束流、束斑、元素分析線系、分光晶體、背景測量位置、峰位和背景的測量時間以及元素測量方式。

本實施例中，加速電壓為15kV；視不同類的礦物，束流設(shè)置為10nA～20nA，束斑為1～20μm；F元素的分析線系為kα線，分光晶體為LDE1晶體；峰位兩側(cè)的背景測量位置選擇在-7.6mm和+4.4mm處，峰位和峰位兩側(cè)背景的測量時間10s和5s，峰位尋峰方式為儀器自動尋峰；測量F元素時，脈沖高度分析器(SCA)的模式選為微分模式(即DIFF模式)，測量基線為0.5V，窗口寬度為5.5V。

標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測樣品的定量分析條件相同，首先在定量分析條件下測量標(biāo)準(zhǔn)樣品的計數(shù)強度，之后在相同定量分析條件下測量步驟2中確定的待測含F(xiàn)礦物的計數(shù)強度。

步驟4.計算F元素含量

對比分析標(biāo)準(zhǔn)樣品的計數(shù)強度和待測含F(xiàn)礦物的計數(shù)強度，對對比分析結(jié)果進行修正，得到F元素含量。

本實施例中，采用ZAF法對上述對比分析結(jié)果進行修正。

采用本發(fā)明的一種用于測定天然礦物中F含量的電子探針定量分析方法對氟磷灰石中F元素含量進行定量分析的具體操作如下所述：

待測樣品為國際知名標(biāo)樣制作公司生產(chǎn)的氟磷灰石標(biāo)準(zhǔn)樣品，其外形適合于電子探針分析，對待測樣品、金云母標(biāo)準(zhǔn)樣品及黃銅進行重新拋光和鍍碳即可，碳膜厚度為30nm。

利用X射線能譜譜圖，在待測樣品中查找、確定待測含F(xiàn)礦物。

依據(jù)相同定量分析條件，測量標(biāo)準(zhǔn)樣品的計數(shù)強度以及氟磷灰石中F元素的計數(shù)強度。對氟磷灰石中F元素以外的每一種其他元素，依據(jù)相同定量分析條件，測量該元素標(biāo)樣的計數(shù)強度以及氟磷灰石中該元素的計數(shù)強度。

對于氟磷灰石中的每一種元素，對比鈣、磷元素標(biāo)樣的計數(shù)強度及氟磷灰石中Ca、P元素的計數(shù)強度，并采用ZAF法進行修正計算，得到表1所示氟磷灰石中F元素及其他元素的含量。

表1應(yīng)用本發(fā)明的方法測量的含F(xiàn)礦物測試結(jié)果

表2所示為應(yīng)用現(xiàn)有方法測試的含F(xiàn)礦物測試結(jié)果。

表2應(yīng)用現(xiàn)有方法測量的含F(xiàn)礦物測試結(jié)果

對比表1、表2所示數(shù)據(jù)可知，采用本發(fā)明的方法測量得到的F元素五點均值為3.46％，與標(biāo)準(zhǔn)值偏差為-8.22％；采用現(xiàn)有方法測量得到的F元素五點均值為2.93％，與標(biāo)準(zhǔn)值偏差為-22.18％。上述測量結(jié)果表明，本發(fā)明的方法比現(xiàn)有方法測試結(jié)果偏差大幅減小，且更接近標(biāo)準(zhǔn)值。這進一步說明，本發(fā)明的方法測量天然礦物中F元素的含量更加準(zhǔn)確，誤差更小。