|
Рис. 4.20
Схемы поляризационного микроскопа
(слева)
и просвечивающего электронного ми-
кроскопа
(справа).
На этом чертеже поляризационный микроскоп изображен в перевернутом
виде — источник освещения находится не снизу, а сверху.
скопа необходимо создать очень высокий ваку-
ум. Для изучения на ПЭМ образцы должны быть
очень тонкими (менее 1 мкм), а для создания
высокого разрешения в тех случах, когда полу-
чается непосредственное изображение кристалли-
ческой структуры, нужно иметь образцы толщи-
ной меньше 10 HM. Для исследований на ПЭМ
образцы можно изготовить путем раздавливания
и растирания минералов или другими методами
измельчения, которые позволяют довести до тре-
буемой толщины участки обычных петрографиче-
ских шлифов.
4.7.1 Изображения, получаемые на ПЭМ
Будучи инструментом современной минералогии,
ПЭМ дает возможность исследовать минералы
множеством различных способов и поставляет ин-
формацию о структурных взаимоотношениях, ко-
торую трудно получить другими методами.
Высокая разрешающая способность при
получении структурных изображений
Разрешающая способность поляризационных ми-
кроскопов зависит от длины волны света. А у со-
временных ПЭМ она ограничивается не длиной
волны используемых электронов, а оптическими
характеристиками электромагнитных линз и дру-
гими инструментальными факторами. Электрон-
ные микроскопы, приспособленные для воспроиз-
ведения изображений с высоким разрешением, да-
ют прямые картины структур или кристалличе-
ских решеток с разрешением между 0,15 и 0,25 HM
(рис. 4.21). Изображение решетки с высоким раз-
Рис 4.21 Выполненная на просвечивающем электронном микроскопе с высокой разрешающей
способностью микрофотография структуры галенита вдоль четверной оси В нижнем правом
углу приведено изображение ребра кристалла Там же можно видеть изменения в изображении
деталей при увеличении толщины препарата
Рис 4.22 Микрофотография, выполненная на ПЭМ с высоким разрешением и показывающая
взаимопрорастание лизардита — минерала из группы серпентина (С) и талька (T) в кристалле
амфибола (А) Заметим, что концы серпентиновых слоев завернуты в обратную сторону,
образуя цилиндрические формы
(D Veblen and P Buseck,
Science 206 1398-1400, 1979 )
Рис. 4.23 Электронная микрофотография, показывающая экссолюционные пластинки альбита
в криптопертите Отметим двойникование в альбитовых пластинах, связанное со сменой
моноклинной фазы на триклинную, которая произошла при охлаждении уже после распада
твердого раствора (фотография сделана А Мак-Дареном)
Рис. 4 24 Электронная микрофотография, показывающая двойникование альбита и экссолю-
цию пластинок калиевого полевого шпата в анортоклазе (Ab
75
Or
20
An
5
) с горы Франклин
пров Виктория (Австралия) Заметим, что двойникование альбита предшествует распаду
калиевого полевого шпата (Фотография А Мак-Ларена )
решением позволяет непосредственно наблюдать
пространственное расположение атомов в минера-
лах, но при этом не достигается такая точность из-
мерений структур, которую можно получить при
использовании рентгеновской дифракции на моно-
кристаллах. Поэтому данный метод применяется
преимущественно тогда, когда отсутствуют моно-
кристаллы необходимого для рентгенографии раз-
мера. С его помощью можно также проследить ход
полиморфных фазовых переходов и реакций меж-
ду минералами на атомном уровне (рис. 4.22).
Получение контрастного изображения с
помощью дифрагированных пучков
В то время как при получении изображения ре-
шетки с высоким разрешением большинство ди-
фрагированных пучков (или все они) для обра-
зования изображения воссоединяются в тыловой
фокальной плоскости линзы объектива, при кон-
трастном изображении число дифрагированных
пучков, участвующее в формировании изображе-
ния, ограничивается посредством введения апер-
туры в тыловую фокальную плоскость линзы объ-
ектива. Следовательно, изображение можно полу-
чать путем отбора только одного или двух пуч-
ков—центрального недифрагированного пучка и
одного или нескольких подвергшихся дифракции.
При этом образуется, хотя и с гораздо более низ-
ким разрешением (обычно 0,5-2,0 HM), изображе-
ние, позволяющее изучать в деталях такие объек-
ты, как кристаллографические дефекты, мельчай-
шие продукты распада твердого раствора, двой-
ники, а также взаимное прорастание минераль-
ных фаз. С помощью контрастного изображения
была выявлена тонкая микроструктура полевых
шпатов и пироксенов, что позволило исследова-
телям лучше понять кристаллохимию и термиче-
скую историю этих минералов в различных поро-
дах (рис. 4.23 и 4.24).
Литература для дальнейшего изучения
1.
Bish,D.L.
and
Post, J. E.
(eds). Modern Powder
Diffraction, Reviews in Mineralogy vol. 20. Boston,
Mineralogical Society of America, 1989.
2.
Buseck, P. R.
(ed.). Minerals and Reactions at the
Atomic Scale: Transmission Electron Microscopy,
Reviews in Mineralogy vol. 27. Boston, Mineralogical
Society of America, 1992.
3.
Glusker, J. P.
and
Trueblood, K. N.
Crystal Structure
Analysis: A Primer. Oxford, Oxford University Press,
1985.
4.
McLaren, A. C.
Transmission Electron Microscopy of
Minerals and Rocks. Cambridge, Cambridge University
Press, 1991.
5.
Stout, J. H.
and
Jensen, L. H.
X-ray Structure
Determination, 2nd edn. London, Macmillan, 1989.
Do'stlaringiz bilan baham: |
