发现的陨石中元素分布和能量色散光谱

地质标本可以包含大量的历史信息的地区出土。这个历史信息通常早于人类和地球的历史,如陨石。

大约45亿年前,太阳星云的吸积盘形成一系列的岩石行星,陨石和小行星。最早固体形成与calcium-aluminum刚玉和矿物的颗粒夹杂物(中美国际学校)。

分析这些陨石可以生成无价的早期太阳系的信息,应该彻底调查。

能量色散谱(EDS)扫描电子显微镜(SEM)技术集中接受了分析科学确定样品的元素组成与微观空间分辨率。亚博老虎机网登录

EDS的地质分析方法是适合的,因为它促进了矿物分布的确定基于特征x射线的能量分布样品发出。

然而,检出限通常是~ 0.1 wt %,这意味着该技术对微量元素不敏感,无法显示许多矿物形成和改变的特征。因此,阴极发光(CL)通常是用来使微量元素化学。

CL光谱学分析标本,它发出的光从紫外线,可见光和红外线波长。许多微量元素(和晶体缺陷)排放在这些波长的光产生,光谱分析,揭示了它们的存在和分布ppm水平(0.00001 wt %)。

尽管明显的互补性EDS和CL信号,同时检测通常被排除在电子显微镜由于与硬件不兼容。

这里的同步捕获方法EDS和CL光谱学数据提出了在球粒状陨石的陨石在南极洲-米勒地区出土090010 -包含中美国际学校,使晶界在刚玉和微量元素铁和Sm的分布。

方法

在这项研究中,分析了标本是一个球粒状陨石的陨石首次发现在南极,它包含中美国际学校。样品制备薄片,和3.0 nm厚的沉积碳涂层,通过佩奇™II系统,以防止充电。

图1所示。平面偏振的光薄片样品的显微照片MIL 090010年后[4]。图片来源:Gatan Inc .)

的Monarc^®专业版系统用于捕获CL光谱,EDS光谱收集使用辛烷精英检测器(EDAX)连接到一个FE-SEM,如图2所示。

图2。实验原理图的布局。Monarc CL探测器和辛烷精英EDS探测器连接到一个SEM。CL和EDS捕获光谱DigitalMicrograph DigiScan扫描软件和光束控制的控制系统。图片来源:Gatan Inc .)

CL和EDS技术使用大约10毫米的工作距离下SEM极片。然而,由于视线被阻塞,收集镜用于光谱CL探测器达成EDS阻止发射x射线探测器。

然而,“EDS收集镜”选项的Monarc系统采用,同时促进有效的捕获的CL和EDS信号成为可能。EDS和CL信号同步捕获DigitalMicrograph^®软件,使完美的像素相关性EDS和CL地图。

使用SEM、标本的加速电压扫描10 kV 130μm x 130μm广场地区组成的375 x 375像素。EDS的捕获数据进行从0 - 10与2048个频道每个keV ~ 5 eV的带宽。

CL光谱数据显示670年发射波长的函数从367 - 783 nm波长段(光谱分辨率~ 0.62海里)。

结果与讨论

识别矿物被观察到在同一空间坐标,EDS的元素量化是结合CL光谱学。除了毫克,Ca和艾尔,EDS光谱图像识别其他元素,一些非常丰富,如O和Si、和其他较小的金额,包括铁、C、Ti和Na。

图3。(左)元素数量从EDS光谱图像中提取相应的映射到铝(蓝色),(绿色),钙和镁(红色);从点1和(右)提取EDS光谱(浅绿色填充),2(红色),3(绿色)。图片来源:Gatan Inc .)

图4。(左)的真彩色表示CL光谱图像(颜色)覆盖SE图像(灰色)和(右)提取CL光谱从点1(浅绿色填充),2(红色),3(绿色)。点1、2和3是相同的位置如图3所示。图片来源:Gatan Inc .)

同时,CL光谱数据发现了尖晶石的存在(毫伽₂O₄与Cr)^{3 +}特征峰在680、691、704、713和723海里(见频谱图4中3)。铬的浓度^{3 +}太少了EDS检测;然而,CL发射光谱有相当签名的Cr^{3 +}在尖晶石。

图5。(左)带通CL图像显示580±20 nm和(右)彩色的EDS地图(蓝色),Ca(绿色),毫克(红色)。图片来源:Gatan Inc .)

此外,intra-material晶界被认为在580 nm的刚玉(见标有箭头的位置,如图5所示)。

颗粒的大小可以产生足够的信息与晶体形成的条件,如温度和冷却速度。

图6。提取CL微量元素在刚玉(Fe)发现460海里(红色)和磷灰石(Sm) 605海里(绿色)。图片来源:Gatan Inc .)

CL发射峰的微量元素被认为相对于铁谱为刚玉460海里^{3 +}并在磷灰石对应Sm 603海里^{3 +}。^2、3微量元素地图观察产生的峰值强度之间的差别在460 nm和603 nm的包络谱强度(图6)。

这些微量元素检测是一个伟大的CL光谱学技术的优势,因为它促进了检测的元素在EDS检测阈值。

结论

同时捕获的CL和EDS被成功执行,促进完善像素相关性的技术。元素使用EDS进行量化,而晶界和微量元素地图确定使用CL。

这个同步捕获代表一个重大优势每个孤立的技术的使用。EDS和CL数据完全互补提供了更好的,完整的样本分析,包括基本量化和微量元素的信息。

引用

1. d·j·斯托,j·d·李和m . Bertilson“辛烷精英和Monarc一起同时捕获EDS和CL,“EDAX洞察力,2020年9月1 - 2日,页。。
2. J Mogmued,et al .,物理学杂志》:会议系列901年012075 (2017)。
3. 麦克雷,et al。显微镜和显微分析18,1239 - 1245 (2012)。
4. 美国国家航空航天局帘|南极陨石。“薄片样品密尔090010年的照片与1.25 x放大平面偏振的光。”25Apr 2021.https://curator.jsc.nasa.gov/antmet/samples/antmet_img.cfm?image=MIL0900..。

这些信息已经采购,审核并改编自Gatan提供的材料,公司。亚博网站下载

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