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1、电子探针（EPMA）全名为电子探针X射线显微分析仪，又名微区X射线谱分析仪。可对试样进行成分、形态、结构、物性等多方面的分析。除H、He、Li、Be等几个较轻元素外，都可进行定性和定量分析。工作原理：是将试样置于显微镜下，选定分析位置，利用经过加速和聚焦的极窄的电子束为探针，激发试样中某一微小区域，在直径为1um、体积为1um3区域内的不同元素受激发射出X射线,用波长色散X射线谱仪或能量色散X射线谱仪读出元素的特征X射线，根据特征X射线的强度与波长信息，进行元素的定性定量分析。发展历史：从Castaing奠定电子探针分析技术的仪器、原理、实验和定量计算的基础以来，电子探针分析(EPM
2、A)作为一种微束、微区分析技术在50~60年代蓬勃发展，至70年代中期已比较成熟；促进了地学中地质年代学研究项目的深入，在矿物学、岩石学、矿床学、微古生物学、普查找矿等方面起了非常巨大的作用,在许多重大地质成果中都发挥了重要作用。特点：EPMA技术具有高空间分辨率(约1μm)检出限可低至10-14～10-15克、简便快速、精度高、分析元素范围广(4Be～92U)、不破坏样品属非破坏性分析。在矿物研究工作中既能微观观察，同时又能分析微区成分。运用前景：电子探针在分析鉴定微矿物、微成分方面，有着广阔的应用前景，主要用于岩石矿物的深度分析，如与薄片鉴定结合，检测未知矿物及难辨矿物——片钠铝
3、石、钠沸石、皂石等。与阴极发光显微镜相结合，可揭示矿物的发光机制。与扫描电镜配合，可精确测定扫描电镜下的各种粘土矿物及未知矿物，使形态观察与成分分析密切联系。还可与X衍射分析结合，详细测定各种矿物，包括混层粘土矿物的成分等等。电子探针的运用如今，电子探针已广泛运用于地学研究中的许多领域，如：测定地质体年龄、鉴定矿物、研究系列矿物、固溶体分离矿物、矿物环带结构、矿物蚀变晕、构造分析等。1．电子探针化学测年电子探针化学定年方法最早是由日本Suzuki等(1991a)提出的,他们对日本的变质岩、花岗岩、沉积岩中的独居石、锆石等矿物的U,Th,Pb含量进行测量计算,并与放射性元素(Th,U)
4、衰变理论相结合,形成独特的电子探针化学测年技术,解决了许多地质问题,此技术的应用立即引起了世界许多地质工作者的极大兴趣。方法原理：232Th、235U及238U3种天然放射性同位素衰变释放出α、β射线并最终形成Pb的稳定同位素。U、Th的衰变简化式如下：232Th→6α+4β+208Pb235U→7α+4β+207Pb238U→8α+6β+206Pb232Th,235U,238U经过时间t衰变后形成相对应的Pb同位素，衰变产生的Pb可通过一下方程求得：N(208Pb)=N(232Th)[exp(λ232t)-1](1)N(207Pb)=N(235U)[exp(λ235t)-1](2)
5、N(206Pb)=N(238U)[exp(λ238t)-1](3)式中N(208Pb),N(207Pb),N(206Pb),N(232Th),N(235U),N(238Pb)分别代表对应同位素的原子数,λ代表每种同位素的衰变常数:λ232=4.9475×10-11a-1,λ235=9.8485×10-10a-1和λ238=1.55125×10-10a-1,式中t为衰变时间,则据(1)、(2)、(3)有：N(Pb总)=N(208Pb)+N(207Pb)+N(206Pb)+N(Pb原始)+N(Pb丢失)(4)假设在封闭体系,且矿物中的原始Pb可以忽略不计,同时放射性成因的Pb没有丢失,又
6、因为M(238U/235U)之比为137.88,并将式(1)、(2)、(3)代入方程(4)可得:N(Pb总)=N(232Th)[exp(λ232t)-1]+N(U)[exp(λ235t)-1]/138.88+137.88×N(U)[exp(λ238t)-1]/138.88(5)式中的N(Pb总),N(232Th),N(U)分别为样品中Pb,Th,U的原子数。以来自任何一组ThO2、UO2及PbO的电子探针分析结果以及以下方程式进行计算可得到微区表面的化学年龄。上式中Mr表示每一种氧化物的分子质量:即Mr(ThO2)=264.04,Mr(UO2)=270.03和Mr(PbO)=223.
7、20；N(238U)/N(235U)=137.88;由于不同的矿物Th，U含量不一样,因此产生的放射性成因的Pb同位素也不一样；一般独居石中Th的含量较高,因此衰变形成的放射性铅以208Pb为主，对于富Th矿物，Th-Pb系统占支配地位,因而把w(ThO2)和w(UO2)转换成w(ThO2*)；令k=w(PbO)/w(ThO2*)如果同一成因矿物或同一矿物颗粒不同部分包含相同的初始铅w(PbO),且不同量的ThO2和UO2都保持在封闭体系中,那么分析所得的
