中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

电子探针测试独居石样品中Ce的M能级谱线对F的K能级谱线干扰研究

邱素文, 胡晋生, 史光宇, 饶灿, 张晓峰, 徐文坦. 电子探针测试独居石样品中Ce的M能级谱线对F的K能级谱线干扰研究[J]. 岩矿测试, 2025, 44(3): 384-390. doi: 10.15898/j.ykcs.202410170217
引用本文: 邱素文, 胡晋生, 史光宇, 饶灿, 张晓峰, 徐文坦. 电子探针测试独居石样品中Ce的M能级谱线对F的K能级谱线干扰研究[J]. 岩矿测试, 2025, 44(3): 384-390. doi: 10.15898/j.ykcs.202410170217
QIU Suwen, HU Jinsheng, SHI Guangyu, RAO Can, ZHANG Xiaofeng, XU Wentan. Interference of the Spectral Line Mζ in the M Energy Level Series of Ce on the F Element Kα Peak in Monazite Samples[J]. Rock and Mineral Analysis, 2025, 44(3): 384-390. doi: 10.15898/j.ykcs.202410170217
Citation: QIU Suwen, HU Jinsheng, SHI Guangyu, RAO Can, ZHANG Xiaofeng, XU Wentan. Interference of the Spectral Line Mζ in the M Energy Level Series of Ce on the F Element Kα Peak in Monazite Samples[J]. Rock and Mineral Analysis, 2025, 44(3): 384-390. doi: 10.15898/j.ykcs.202410170217

电子探针测试独居石样品中Ce的M能级谱线对F的K能级谱线干扰研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金重大研究计划重点项目(92062212)
详细信息
    作者简介: 邱素文,硕士,工程师,主要从事电子探针分析工作。E-mail:0916268@zju.edu.cn
    通讯作者: 史光宇,硕士,工程师,主要从事电子探针分析工作。E-mail:463237920@qq.com
  • 中图分类号: P575.1

Interference of the Spectral Line Mζ in the M Energy Level Series of Ce on the F Element Kα Peak in Monazite Samples

More Information
  • 超轻元素氟(F)的定量分析一直是电子探针(EPMA)矿物分析的难点之一,高分辨定性分析、主量元素谱线干扰峰扣除是F元素准确定量分析的前提。本文以独居石样品中F元素(F含量很低甚至接近0)为研究对象,通过与磷灰石、InP、CeAl2、LaF3标准样品的高分辨定性分析谱图比较、分析,结果表明高含量P元素的Kα三阶线不会对F元素的Kα峰产生干扰,但Ce元素的M能级谱线Mζ会对F元素的Kα峰产生干扰,Ce元素含量高的独居石需要通过干扰峰扣除进行F元素的准确定量分析;稀土元素的M能级谱线Mα、 Mβ、Mζ对超轻元素谱峰的干扰需要引起重视,通过定性分析谱图进行必要的干扰峰修正。

  • 加载中
  • 图 1  独居石、InP和磷灰石标准样品的TAP分光晶体定性分析谱图

    Figure 1. 

    图 2  独居石、InP和磷灰石标准样品的LDE1分光晶体定性分析谱图

    Figure 2. 

    图 3  CeAl2样品的LDE1分光晶体定性分析谱图

    Figure 3. 

    图 4  LaF3标准样品的LDE1分光晶体定性分析谱图

    Figure 4. 

    图 5  避免谱线干扰的常规方法示意图(引自JEOL公司内部培训资料)

    Figure 5. 

    表 1  $ \mathbf{F\ }\mathbf{K}_{\text{α }} $$ \mathbf{P}\mathbf{\ K}_{\text{α }\left(3\right)} $$ \mathbf{C}\mathbf{e}\mathbf{\ M}_{\text{ζ }} $的波长$ \left(\mathit{\lambda }\right) $和LDE1和TAP两种分光晶体对应的L

    Table 1.  The wavelength $ \left(\lambda \right) $ of $ \mathrm{F}\mathrm{\ K}_{\text{α}} $, $ \mathrm{P\ }\mathrm{K}_{\text{α}\left(3\right)} $, and $ \mathrm{C}\mathrm{e}\mathrm{\ M}_{\text{ζ }} $ and L values corresponding to LDE1 and TAP crystals.

    三阶线 $ \lambda\mathrm{\ \left(nm\right)} $ $ L=\dfrac{R}{d}n\lambda\ \left(\mathrm{m}\mathrm{m}\right) $
    LDE1 TAP
    $ \mathrm{F}\mathrm{\ K}_{\text{α}} $ 1.832 85.493 199.154
    $ \mathrm{P\ }\mathrm{K}_{\text{α}\; \left(3\right)} $ 0.6158$ \approx $1.832÷3 86.212 200.828
    $ \mathrm{C}\mathrm{e}\mathrm{\ M}_{\text{ζ }} $ 1.835 85.633 199.48
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    表 2  本文实验样品中F、P、Ce三种元素的质量浓度

    Table 2.  Mass concentrations of elements F, P, and Ce in the experimental samples used in this paper.

    实验样品 元素F含量(%) 元素P含量(%) 元素Ce含量(%) 化学成分特点
    独居石 很少或接近0 13.14 29.56 含Ce、P、低F
    InP 0 21.17 0 含P、不含F、Ce
    磷灰石 3.70 16.47 0.75 含F、Ce、P
    CeAl2 0 0 72.23 含Ce,不含F、P
    LaF3 29.51 0 0 含F,不含Ce、P
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    表 3  独居石定量分析条件

    Table 3.  Quantitative analysis conditions of monazite

    元素 分光晶体 峰位计数时间(s) 背景计数时间(s) 标准样品 标准样品来源 谱线
    U PETJ 10 5 沥青铀矿 国家标准物质 Mα
    Th PETJ 10 5 Th SPI Mα
    Ca PETJ 10 5 磷灰石 SPI Kα
    La PETJ 10 5 独居石 SPI Lα
    Ce PETJ 10 5 独居石 SPI Lα
    Si TAP 10 5 石英 SPI Kα
    Gd LIFH 10 5 Gd SPI Lβ
    Dy LIFH 10 5 独居石 SPI Lα
    Sm LIFH 10 5 独居石 SPI Lα
    Pr LIFH 10 5 PrF3 SPI Lβ
    Nd LIFH 10 5 独居石 SPI Lα
    F LDE1 10 5 磷灰石 SPI Kα
    Pb PETH 10 5 方铅矿 SPI Mα
    P PETH 10 5 磷灰石 SPI Kα
    Y PETH 10 5 Y SPI Lα
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    表 4  扣除$ \mathbf{C}\mathbf{e}\mathbf{\ M}_{\text{ζ }} $峰对$ \mathbf{F}\mathbf{\ K}_{\text{α }} $的干扰前后的独居石定量分析结果

    Table 4.  Quantitative analysis results of monazite before and after removing the interference of $ \mathrm{C}\mathrm{e}\;{\mathrm{M}}_{\text{ζ }} $peak on $ {\mathrm{F}\;\mathrm{K}}_{\text{α}} $.

    元素
    Element
    扣除Ce干扰前含量 扣除Ce干扰后含量
    Mass(%) Cation Mass(%) Cation
    P2O5 26.84 5.53 26.85 5.53
    Ce2O3 24.85 2.21 24.87 2.21
    ThO2 11.98 0.66 11.98 0.66
    Nd2O3 11.03 0.96 11.03 0.96
    La2O3 9.72 0.87 9.71 0.87
    Sm2O3 3.31 0.28 3.31 0.28
    Pr2O3 2.82 0.25 2.81 0.25
    Gd2O3 2.59 0.21 2.59 0.21
    Y2O3 2.09 0.27 2.09 0.27
    SiO2 1.8 0.44 1.8 0.44
    Dy2O3 0.91 0.07 0.91 0.07
    CaO 0.89 0.23 0.89 0.23
    F 0.55 0.42 0.01 0.01
    =O −0.23 −0.01
    UO2 0.52 0.03 0.52 0.03
    PbO 0.30 0.02 0.30 0.02
    Total 99.96 12.44 99.66 12.04
    注:“—”无此数据。
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  • [1]

    吕华华, 石学法, 杨刚, 等. 大洋沉积物中独居石的矿物成分[J]. 矿物学报, 2015(35): 775.

    Lyu H H, Shi X F, Yang G, et al. Mineral composition of monazite in oceanic sediments[J]. Journal of Mineralogy, 2015(35): 775.

    [2]

    张苏江, 张立伟, 张彦文, 等. 国内外稀土矿产资源及其分布概述[J]. 无机盐工业, 2020, 52(1): 9−16. doi: 10.11962/1006-4990.2019-0578

    Zhang S J, Zhang L W, Zhang Y W, et al. Summarize on rare earth mineral resources and their distribution at home and abroad[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(1): 9−16. doi: 10.11962/1006-4990.2019-0578

    [3]

    Chen N S, Sun M, Wang Q Y, et al. EMP chemical ages of monazites from central zone of the eastern Kunlun Orogen: Records of multi-tectonometamorphic events[J]. Chinese Science Bulletin, 2007, 52(16): 2252−2263. doi: 10.1007/s11434-007-0299-5

    [4]

    Suzuki K, Adachi M. Precambrian provenance and Silurian metamorphism of the Tsubonosawa paragneiss in the South Kitakami terrane, Northeast Japan, revealed by the chemical Th-U-total Pb isochron ages of monazite, zircon and xenotime[J]. Geochemical Journal, 2008, 25(5): 357−376. doi: 10.2343/geochemj.25.357

    [5]

    周剑雄, 陈振宇, 芮宗瑶. 独居石的电子探针钍-铀-铅化学测年[J]. 岩矿测试, 2002, 21(4): 241−246. doi: 10.3969/j.issn.0254-5357.2002.04.001

    Zhou J X, Chen Z Y, Rui Z Y. Th-U-Pb chemical dating of monazite by electron probe[J]. Rock and Mineral Analysis, 2002, 21(4): 241−246. doi: 10.3969/j.issn.0254-5357.2002.04.001

    [6]

    张龙, 陈振宇, 汪方跃, 等. 电子探针技术研究粤北龙华山岩体中独居石蚀变晕圈的结构与成分特征[J]. 岩矿测试, 2022, 41(2): 174−184. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202109070118

    Zhang L, Chen Z Y, Wang F Y, et al. Application of electron probe microanalyzer to study the textures and compositions of alteration coronas of monazite from the Longhuashan granite, northern Guangdong Province[J]. Rock and Mineral Analysis, 2022, 41(2): 174−184. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202109070118

    [7]

    杨世平, 杨细华, 李安邦, 等. 电子探针技术研究大别造山带富硫独居石地球化学特征及稀土矿化成因[J]. 岩矿测试, 2022, 41(4): 541−553. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110240154

    Yang S P, Yang X H, Li A B, et al. Study on geochemical characteristics and REE mineralization of S-enriched monazite in the Dabie orogenic belt by electron probe microanalysis[J]. Rock and Mineral Analysis, 2022, 41(4): 541−553. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110240154

    [8]

    陈益平, 潘家永, 胡凯, 等. 贵州遵义镍-钼富集层中独居石的发现及成因意义[J]. 岩石矿物学杂志, 2007, 26(4): 340−344. doi: 10.3969/j.issn.1000-6524.2007.04.007

    Chen Y P, Pan J Y, Hu K, et al. Discovery of monazite in the Ni-Mo sulfide layer of Zunyi, Guizhou Province, and its genetic significance[J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2007, 26(4): 340−344. doi: 10.3969/j.issn.1000-6524.2007.04.007

    [9]

    胡欢, 王汝成, 谢磊, 等. 基于大罗兰圆(R=140mm)大分光晶体的SPI独居石标样化学成分精准测定[J]. 高校地质学报, 2021, 27(3): 317−326. doi: 10.16108/j.issn1006-7493.2021036

    Hu H, Wang R C, Xie L, et al. High precision analysis of chemical composition of SPI monazite standard on large spectrometer of 140mm Rowland circle[J]. Geological Journal of China Universities, 2021, 27(3): 317−326. doi: 10.16108/j.issn1006-7493.2021036

    [10]

    张晓峰, 胡晋生, 李明, 等. ZAF定量碳元素时K因子测量的要点解析[J]. 冶金分析, 2024, 44(9): 72−76. doi: 10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012466

    Zhang X F, Hu J S, Li M, et al. Analysis on key points for K factor measurement during quantification of carbon by ZAF[J]. Metallurgical Analysis, 2024, 44(9): 72−76. doi: 10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.012466

    [11]

    王娟, 陈意, 毛骞, 等. 金红石微量元素电子探针分析[J]. 岩石学报, 2017, 33(6): 1934−1946.

    Wang J, Chen Y, Mao Q, et al. Electron microprobe trace element analysis of rutile[J]. Acta Petrologica Sinica, 2017, 33(6): 1934−1946.

    [12]

    李小犁. 电子探针微量元素分析的一些思考[J]. 高校地质学报, 2021, 27(3): 306−316. doi: 10.16108/j.issn1006-7493.2021034

    Li X L. Several perspectives on microprobe trace elements analysis[J]. Geological Journal of China Universities, 2021, 27(3): 306−316. doi: 10.16108/j.issn1006-7493.2021034

    [13]

    张文兰, 胡欢, 刘鹏, 等. 重稀土-钒-铝硅酸盐矿物电子探针定量分析[J]. 岩矿测试, 2022, 41(5): 754−763. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110250155

    Zhang W L, Hu H, Liu P, et al. Electron probe quantitative analysis of HREE-V-aluminosilicate minerals[J]. Rock and Mineral Analysis, 2022, 41(5): 754−763. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202110250155

    [14]

    Schulz B, Krause J, Dörr W. A protocol for electron probe microanalysis (EPMA) of monazite for chemical Th-U-Pb age dating[J]. Minerals, 2024, 14(8): 817. doi: 10.3390/min14080817

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出版历程
收稿日期:  2024-10-17
修回日期:  2025-01-31
录用日期:  2025-02-13
网络出版日期:  2025-02-22
刊出日期:  2025-05-30

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