粘土矿物EDAX能谱仪定量分析方法的研究

　　粘土矿物EDAX能谱仪是粘土矿物化学成分分析重要技术之一。与传统化学分析方法相比,扫描电子显微镜加X射线能谱仪分析速度快,谱图直观,微区定位分析准确,样品用量少,损伤小,但对于粉末及颗粒样品的化学成分定量分析精确度较低,尤其是主量元素的定量分析与经典化学分析方法比较分析误差较大。为进一步改进和完善EDAX粘土矿物化学成分定量分析技术,我们初步建立了专门用于粘土矿物(粉末)EDAX定量分析的标样库,并综合使用TEM/SEM粉末试样制备技术改进了目前普遍采用的EDAX粉末样品制备技术。

　　1　建立EDAX粘土矿物(粉末)标准样品库

　　在已制定了电子探针粘土矿物分析的国家标准中,主要采用石英( GSBA70068-92 )、刚玉(GSBA70013-86)、方镁石(GSBA70077-93)、硅灰石(GSBA70015-86)等稳定的固体氧化物及矿物作为标准样品,上述标样主要适用于粘土矿物化学成分定性分析及矿物鉴定工作,并不适合微米级粉末状态的粘土矿物化学成分定量分析。根据我国目前常见粘土矿物主量元素及其他元素的化学组成情况(部分粘土矿物化学组成见表1),我们初步建立了EDAX研究粘土矿物(粉末)标准样品库,标准样品主要由国土资源部地球物理地球化学勘探研究所提供的微米级国家一级地球化学标准物质中的岩石、水系沉积物及土壤标准物质(标样库化学成分数据见表2)。

　　EDAX分析中,若部分粘土矿物分析中化学元素组成超出标样库范围(如部分水云母中K及绿泥石中的Mg等元素),采用实验室自制的岩石等样品(粉末)作为标样库的补充。岩石块样经冲洗晾干后用颚式破碎机加工至<3~5mm,用玛瑙球蘑机混磨后过1mm筛;120℃烧24h去负水,灭活,用玛瑙球蘑机研磨至-0·074mm占98%以上。采用X-射线荧光法测试元素Mn、Ti、K、Na、Mg、Ca、Fe及主成分Si、Al(熔片法)。

　　2　粘土矿物EDAX定量分析粉末样品制备

　　2·1　试样的预处理

　　试样的选取注意所采集的样品具有代表性和真实性。试样破碎及研磨采用手工磨样,尽量减少处理过程中粘土矿物结构破坏和质量损失对成分相对定量带来的影响。试样的进一步细化及获得微米级颗粒采用蒸馏水浸泡处理24h;过滤后除去mm级颗粒,浆液待用。

　　2·2　制备粘土悬浮液

　　粘土浆液的稀释液体可采用蒸馏水及分析纯无水乙醇等;将预处理后获得的浆液移入试管(3~5ml),再将稀释液体注入试管(稀释液的注入量取决于预处理浆液的浓度);最后将试管放入超声波清洗器进行振荡处理(不超过30min),制备悬浮液。

　　2·3　薄片样品的制备

　　直接上桩样品可采用Ag桩或Cu桩;上桩前将样品桩放入分析纯无水乙醇或丙酮介质中浸泡,采用超声波清洗尽量减少样品的污染。样品直接上桩时,用滴管直接取悬浮液样品滴在清洁后的专用样品桩上,可选择自然干燥(无水乙醇稀释)或低温烘干(蒸馏水稀释)等不同方法;控制液体量以保证干燥后有足够大的分析区域;怀疑有伊利石等参与时(重点检测K元素)为避免Ag的L系谱线影响,可选用Cu桩。