О природе минералов 1 Введение

глава 5 ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО
СОСТАВА МИНЕРАЛОВ
5.1 Введение
В предыдущей главе мы говорили о методах, ис-
пользуемых минералогами для изучения кристал-
лической структуры минералов. В настоящей гла-
ве будут кратко рассмотрены существующие мето-
ды экспериментального определения химического
состава. Наиболее широкое применение в настоя-
щее время получили методы анализа минералов,
основанные на испускании атомами характеристи-
ческого рентгеновского излучения. Мы остановим-
ся на двух главных методах: электронно-зондовом
микроанализе (PMA)
1
и рентгеновском флуорес-
центном микроанализе (РФА) минералов. Как бу-
дет видно из дальнейшего, оба метода имеют огра-
ничения, в частности в отношении легких элемен-
тов. Анализ на легкие элементы — водород, литий
и бериллий — не может быть произведен ни с по-
мощью PMA, ни с использованием РФА, и что-
бы выполнить полный анализ минерала в случае
присутствия в его составе этих элементов, необ-
ходимо получить дополнительную информацию,
применяя другие аналитические методы. Приме-
нять эмиссионные методы для определения дру-
гих легких элементов, у которых 3 <
 Z <
9, ока-
зывается сложно, и поэтому их содержания уста-
навливают иными методами химического анали-
за. В этой главе будут рассмотрены только наибо-
лее важные методы определения легких элемен-
тов. Рентгеновские эмиссионные методы также не
могут показать степень окисленности элементов.
Например, если минерал содержит одновременно
закисное (Fe
2+
) и окисное (Fe
3+
) железо, то от-
ношение между атомами железа, находящимися в
каждом из окисленных состояний, нужно опреде-
лять другим методом, так как PMA и РФА дают
лишь общее количество присутствующего железа.
За последние 35 лет в связи с усовершенство-
ванием методов PMA и РФА проведение анали-
зов стало существенно проще, и в будущем можно
ожидать дальнейших успехов, связанных с разви-
тием новой техники. До промышленного выпуска
электронного зонда в начале 60-х годов выполне-
ние полного и точного анализа минералов клас-
сическими методами мокрой химии было весь-
ма трудоемким делом. Оно требовало мастерства
опытных аналитиков и часто осложнялось необ-
ходимостью иметь для проведения анализа хоро-
шо очищенный материал в достаточных количе-
ствах. Обычно требовалось не менее 0,1 г веще-
ства, и все оно расходовалось в ходе аналитическо-
го процесса. Методы мокрой химии, хотя и явля-
ются очень точными, если выполняются опытным
аналитиком, весьма трудоемки и позволяют полу-
чать только средний состав без учета зонально-
сти и мельчайших неоднородностей в образце. Для
преодоления этих трудностей широко использова-
лись косвенные методы оценки состава, например
данные о вариациях оптических свойств или раз-
меров элементарной ячейки, связанных с измене-
нием состава. В настоящее время эти косвенные
методы отошли на второй план в связи с развити-
ем электронно-зондового микроанализа, хотя они
все еще остаются ценными и полезными, когда нет
возможности воспользоваться электронным зон-
дом или рентгеновским флуоресцентным спектро-
метром.

---

Рис. 5.1 Схема эпектронно-зондового микроанализатора Показаны электронная колонна и
две возможные аналитические системы
 слева
— дисперсионный спектральный анализ длин
волн,
 справа —
энергетический дисперсионный анализ (ЭДС)