Редкоземельные минералы мезозойских карбонатитов Западного Забайкалья

• Автор: Канакин, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 25.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
Введение
Сокращения
Г лава 1. Алгоритм расчета фона при наличии наложений характеристических рентгеновских линий
1.1 Алгоритм учета характеристической составляющей фона
1.2 Расчетный алгоритм учета тормозной составляющей фона
Глава 2. Программный комплекс рентгеноспектрального э л е ктр о н н о-з о и до во го
микроанализа МАІСЗІїеІШ и реализация в нем алгоритма расчета фона
Глава 3. Геология и минеральный состав мезозойских карбонатитов Западного
Забайкалья
Глава 4. Редкоземельные минералы в карбонатитах Западного Забайкалья
4.1. Алланит
4.2. Фторкарбонаты
4.2.1. Бастнезит
4.2.2. Паризит
4.2.3. Синхизит
4.3. Монацит
Заключение
Список используемой литературы
Приложение

Введение
Актуальность темы
Карбонатиты, несмотря на незначительную распространенность в земной коре относительно других типов магматических пород, давно и прочно привлекают внимание исследователей вследствие яркой специфики минерального и химического состава, а также редкоземельной и редкометальной металлогенической специализации. В этом плане мезозойские карбонатиты Западного Забайкалья не составляют исключения; они характеризуются присутствием широкого спектра минералов, в том числе редкоземельных с переменным составом (монацит, алланит, баст-незит, паризит, синхизит). Корректное определение их состава, особенно зерен небольшого размера и их агрегатных скоплений, стало возможным благодаря элек-тронно-зондовому рентгеноспектралыюму микроанализу (РСМА), но и в этом случае представляет собой непростую задачу. Современный уровень развития приборной базы, методик анализа и методов учета матричных эффектов, имеющих место в исследуемом материале, позволяет анализировать самые разнообразные объекты с локальностью порядка одного микрона. Однако существует ряд аналитических проблем, до сих пор нерешенных.
При исследовании редкоземельных минералов и минералов, содержащих редкоземельные элементы, существует сложность корректного учета фона, который в общем случае состоит из тормозной и характеристической компоненты. Если первая составляющая фона, обусловленная торможением электронов в веществе исследуемого образца, присутствует в измеряемой интенсивности аналитических линий всегда, то наличие второй определяется сложностью рентгеновских спектров, приводящей к появлению эффекта интерференции (взаимного наложения или перекрывания) линий. Это происходит, когда аналитическая линия анализируемого химического элемента и характеристические рентгеновские линии других (одного или нескольких) элементов, присутствующих в исследуемой точке, не могут быть разрешены на конкретном спектрометре. Вследствие этого интенсивность, измеренная на длине волны аналитической линии одного элемента, содержит интенсивность, пропорциональную его концентрации, а также дополнительную интенсивность, обусловленную наличием в образце других химических элементов,

имеющих характеристические линии в непосредственной близости от измеряемой линии. В образцах сложного состава, в частности, минералах лантаноидов, отмечается большое число ситуаций такого рода. Это приводит к завышению в большей или меньшей степени концентрации элементов, на аналитические линии которых имеются наложения и неверному анализу других элементов вследствие некорректного учета матричных эффектов.
В РСМА применяются два типа спектрометров (Love. 2002'): спектрометры с энергетической дисперсией (ЭДС), позволяющие одновременного получать весь рентгеновский спектр, а также спектрометры с дисперсией по длинам волн (ВДС) (Wittrv. Barbi, 200 П. В случае ВДС для анализа спектра и выделения нужной длины волны применяются природные и искусственные кристаллы. В данной работе основное внимание уделено учету наложений при использовании РСМА ВДС, в которых степень влияния эффекта наложения линий на результат анализа может варьировать в зависимости от диаметра круга Роуланда спектрометра и спектрального разрешения кристалл-анализаторов.
Наличие наложения линий влечет за собой еще одну проблему. Она связана с большой трудностью, а подчас невозможностью, корректного измерения тормозного рентгеновского фона рядом с аналитической линией, на которую имеются наложения. Очевидно, что в таких условиях оптимальным выходом может быть использование расчетного способа учета фона, при котором интенсивность тормозной составляющей фона рассчитывается на основании химического состава исследуемого объекта, получаемого в итерационном цикле определения поправок на матричные эффекты, относительно образца сравнения, не содержащего анализируемый элемент.
В качестве объектов исследования послужили минералы редкоземельных элементов (РЗЭ) широко представленных в карбонатитах Западного Забайкалья.
Цель и задачи исследований
Так как электронно-зондовый микроанализ редкоземельных минералов имеет существенные трудности, обусловленные сложностью рентгеновских спектров редких земель, предварительно необходимо было выработать методические решения, которые позволили бы наиболее корректно проводить анализ в условиях нали-

Рис. 1.4в. Значения относительного стандартного отклонения Sr вычисленной интенсивности фона, полученные при энергии электронов Е0=25 кэВ.
отклонений Sr, а на оси абсцисс нанесены условные номера аппроксимирующих функций. Условный номер 1 имеет функция Крамерса (Kramers, 1923) ; номер 2 -функция Беккера и Гегенкампа (Bocker & Hehenkamp, 1977.) ; номер 3 - функция Смита и Рида (Smith & Reed, 1981); номер 4 - функция Смолла и др. (Small et al,, 1987) ; номер 5 - функция Мерле и Бодинира (Merlet & Bodinier, 1990) ; номер 6 -функция Тринкавелли и др. (Trincavelli et al, 1998); номер 7 - функция Кастеллано и др. (Castellano et al, 2004). Над каждым из условных номеров 1 - 7 изображены 5 столбцов значений Sn соответствующие длинам волн 1,1909 нм; 0,6157 нм; 0,3358 нм; 0,1936 нм; 0,1175 нм. Данные для длины волны 1,834 нм не приведены, так как значения Sr для всех функций лежат в интервале 0,18-0,26, что значительно выше ошибки статистики счета. Вероятно, это обусловлено большой неопределенностью массовых коэффициентов поглощения в длинноволновом диапазоне, особенно для тяжелых и средних элементов. Большое значение Sr, характеризующее вычисленную интенсивность тормозного рентгеновского излучения в длинноволновом диапазоне, может быть обусловлено также неадекватностью применяемой нами функции
распределения тормозного излучения по глубине. Аналогичная картина суще-