电子显微学报980580
电子显微学报
科技期刊
Journal of Chinese Electron Microscopy Society
1998年 第十七卷 第五期（总第79期）
用Lβ/Lα测定石榴子石中Fe2+和Fe3+
王勤燕 叶先贤 赵文俞
(武汉工业大学材料研究与测试中心，武汉 430070)
过渡金属元素通常有两种或多种化合价态，分别以类质同象替代的形式进入矿物
晶体结构的不同配位体中，在化学成分分析中，正确区分这些元素的不同价态，可以
真实地反映矿物的晶体化学特点，对于了解矿物成因及其结构变化的氧化还原环境具
有重要的意义 。
电子探针测试分析以其微区微量、快速准确和不破坏试样的独特优势而成为化学
成分分析最普遍采用的手段。但是探针定量分析值一般只能给出组分含量，而无法体
现元素的不同价态。为了弥补这一不足，许多学者在探索电子探针定量分析数据的处
理方面作了大量工作，郑巧荣(1983)综述了国内外研究者对硅酸盐矿物的Fe2+和Fe3+含
量的计算方法，并提出了较为合理的修正与简化［1］。主要方法有电价差值法、剩余
氧计算法和端元组分配比法。虽然这些方法目前普遍被人们采用，但由于自然界矿物
并非都是理相配比，因而一些矿物的计算结果常常与化学分析值相差很大，在矿物学
研究中不能令人信服。随着人工多层膜晶体的发展，Nash(1992)提出了电子探针对氧含
量的精确测量方法［2］，使得用电子探针直接测氧法来计算矿物中的Fe2+和Fe3+含量成
为可能［3］。但这一方法对标样与测量条件的要求非常严格，难度较大，尚处于探索
阶段。因此，如何直接在电子探针仪上区分元素的价态，一直是电子探针工作者探索
的难题。通过研究，人们发现过渡金属离子的价态可以通过测量其L系特征X射线Lβ/
Lα的强度比来确定。铁的Lβ/Lα比值大致和许多矿物中的Fe2+/Fe3+之比相对应，为
电子探针研究元素的价态开辟了新的领域。Arden L.Albee等(1970)用特征X射线强度比
(Lβ/Lα)对氧化物和硅酸盐矿物中Fe2+/Fe3+和Mn2+/Mn3+进行了系统测定，指出Lβ/
Lα系统地随着Fe2+/Fe3+或Mn2+/Mn3+比值的升高而升高，并将这一成果应用于岩石学
中［4］。国内在这方面的研究偶见报道［5］，但其应用尚未得到发展。
本文根据Arden L.Albee强度比分析价态方法，对江西西华山钨矿花岗岩中石榴子
石进行了铁的Lβ/Lα强度比测定，利用Albee对无水硅酸盐矿物的研究成果(如图1所
示)，计算出了石榴子石中Fe2+和Fe3+的含量，穆斯堡尔谱分析结果表明，这一方法可
信易行。
石榴子石探针分析值及Fe2+和Fe3+的计算
对同一端元组成的数颗石榴子石晶粒随机选取十个微区，进行电子探针定量分
析，取平均值计算如表1。
表1 石榴子石中Fe2+和Fe3+的电子探针分析值及计算方法
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