Способ выявления восстановительной среды минералообразования в магме Советский патент 1987 года по МПК G01N23/227 

Изобретение относится к геологии, в частности к минералогии, и может быть использовано для определения характера ре5кима в магме в период кристаллообразования.

Цель изобретения - повышение точности и расширение информатитзности способа при выявлении характера среды минер и1Ообразования в магме.

В основе способа лежит свойство кристаллов и стекол земных: и лунных магматических пород консервировать восстановленные (с пониженной,вплоть до нульвалентного состояния, валентностью) химические элементы (например, Fe, Si, Ti), концентриругощиеся в микрообластях размером порядка десятков микрометров, случайно распределенных внутри кристаллов и стекол вне связи с их поверхностью н возникающих в магме преимущественьЕо при переходе из жидкого в твердое состояние в результате восстановительных реакций с газовой фазой.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Отбирают пробу - свелше не измененные выветриванием стекла или отдельные кристаллы породообразующих минералов. Из пробы готовят препарат для анализа. Препарат представляет собой пласти1 ку - подложку из .чистого индия с вдавленным в него иссле- дуемьЕ образцом. Размер подложки 5x5x1,5 2 мм, которую готовят путем раскатывания кусочка индия на гладкой поверхности.

Размер образца определяется возможностью помещения его на подложку. Обычно это фрагменты величиной не MBHbDie 50 мкм. Для анализа внутренней части разрушает образец стекла или кристалла минералов и его обломок осторожным вдавливанием, чтобы избежать нанесения индия на поверх- кость исследуемого объекта, погружают в индий, Затем препарат помещают в камеру оже-спектрометра для обна- рузкения восстановленных форм Fe и (и.гш) Si/ Ti радиационным анализом, в качестве которого используют послойное сканирование образца пучком эл1эктронов с записью спектров оже- электронов, а по наличию восстшюв- .ленных форм- элементов Fe и (или) Si, Ti судят о восстановительной срсгде минералообразования магмы.

На первом этапе спектроскопического анализа подбирают условия регистрации оже-спектрО)з - энергию

J и ток электронного зонда. Оптимальным- считается ток, при котором спектр оже-электронов не изменяется за время регистрации спектра. Это свидетельствует об отсутствии химичес10 ккх и стрз ктурньгх превращений в образце. Для уменьшения вероятности изменения состава за время записи спектров последние регистрируются с помощью аналогового устройства 15 мультиплексора, что позволяет наряду с ускоренной записью спектров выявлять детали тонкой структуры оже- линий и их энергии с точностью ь 0,5 эВ.

20 На втором этапе с помощью шагового сканирования электронным зондом диаметром 5-15 мкм выявляют наиболее характерные детали тонкой структуры и энергию предварительно выбранных

25 аналитических оже-линий. Спектр анализируется сравнением с эталонами. Таким образом, определяют элементный состав объекта и характер химических связей (валентность элементов).

30 В результате анализа эталонов установлено, что для железа в полностью восстановленном состоянии энергия оже-электронов перехода М 4, 4,5 составляет 47,0 +

35 + 0,5 эВ. Для ионов Fe n.Fe наблюдаются химические сдвиг на 3 эВ и дополнительный оже-пик с энергией 51,9+0,5 эВ. Для иона Si энергия оже-перехода равна 76,0+0,5 эВ, для

40 кремния в свободном состоянии энергия перехода 92,0+0,5 эВ..Спектральная линия оже-йерехода для титана с энергией 416 эВ имеет характерное низко энергетическое плечо в

45 ионов Ti и Ti , которое отсутствует в случае ионов .

Выявление восстановленных форм проводят внутри минералов с помощью послойного ионного травления минера50 ла. Предварительно уточняют среднюю скорость ионного травления. Известно, что при послойном анализе с помощью- ионной бомбардировки есть вероятность инструментального восстановления

55 оксидов, связи с этим необходимо подбирать такие условия ионного рас- пьюения, при которых инструментальный эффект восстановления был бы минимальньи при разумных скоростях

распыления частиц. Оптимальный режим распыления подбирают на искусственных эталонах, а также на земных минералах, отличающихся отсутствием восстановленных форм.

По характерным признакам соответствующих оже-линий,- так же как и для естественной поверхности кристалла (обломка стекла) по эталонам, устанавливают состав и химическое состояние элементов внутри объектов.

Способ выявления восстановительной среды минералообразования в магме, включающий отбор проб минералов маг- 10 матических пород и радиационный анализ их, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения информативности способа, ведут отбор проб стекол и (или) кристаллов главных породообразующих минералов, разрушают стекла или кристаллы минералов до вскрытия внутренних зон, выявляют в них восстановленные формы элементов Fe и (или) Ti, Si

Таким образом, изучались земные и 15 лунные стекла и кристаллы магматического генезиса. В большей части магматических стекол, пироксенов, ильме- нитов земны магматических пород восстановленные формы не обнаружены. Од-20 путем послойного сканирования образ- нако в оже-спектрах от отдельных уча- ца пучком электронов с записью спект- стков внутренних слоев некоторых зем- ров оже-электронов, а по наличию вос- ных пироксенов, а также cteкoл лав становленных форм элементов Fe и наблюдаются восстановленные элементы, (или) Si,Ti судят о восстановитель- что свидетельствует о существовании 25 ной среде минералообразования магмы.

Редактор Н.Киштулинец

Составитель В.Архипов Техред Л.Олкйнык

Заказ 3381/39Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, А

восстановительной среды минералообра- зования в магме.

Формула изобретения

Способ выявления восстановительной среды минералообразования в магме, включающий отбор проб минералов маг- матических пород и радиационный анализ их, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения информативности способа, ведут отбор проб стекол и (или) кристаллов главных породообразующих минералов, разрушают стекла или кристаллы минералов до вскрытия внутренних зон, выявляют в них восстановленные формы элементов Fe и (или) Ti, Si

путем послойного сканирования образ- ца пучком электронов с записью спект- ров оже-электронов, а по наличию вос- становленных форм элементов Fe и (или) Si,Ti судят о восстановитель- ной среде минералообразования магмы.

Корректор И.Муска

Изобретение относится к геологии и предназначено для минералогии. Цель изобретения - повьшение точности и расширение информативности способа. Для этого производят отбор проб стекол или кристаллов главных породо- разрушагощих минералов. Разрушают стекла или кристаллы минералов до вскрытия внутренних зон. Выявляют в них восстановленные формы элементов Fe, Si, Ti путем послойного сканирования образца пучком электронов с записью спектров оже-электронов. По; наличию восстановленных форм элементов Fe, Si, Ti судят о восстановительной, среде минералообразования магмы. По характерным признакам соответствующих оже-линий, так же как и для естественной поверхности -кристалла по эталонам, устанавливают состав и химическое состояние элементов внутри объектов. с $ (Л