1 РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАЛЕНТНОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗА В ИЗВЕРЖННЫХ, ОСАДОЧНЫХ И КАРБОНАТНЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ, ЖЕЛЕЗНЫХ РУДАХ И ПИКРОИЛЬМЕНИТАХ Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения РАН Чубаров В.М., Финкельштейн А.Л.

2 Рис. 1 Рентгеновский спектр образца гематита (Fe 2 O 3 ) в области Kβ 1,3 - линии железа LiF 220 0,23° 60 кВ 50 мА Kβ 1,3 E=7,056 кэВ Kβ 2,5 E=7,108 кэВ Kβ E=7,041 кэВ

3 Рис. 2 Рентгеновские спектры в области K 2,5 - линии железа в оксидных системах и минералах Fe 3+ Fe 2+

4 Рис. 3 Разностный спектр в области Kβ 1,3 - линии железа Kβ 2,5 Kβ

5 Рис. 4 Рентгеновский спектр образца гематита (Fe 2 O 3 ) в области Lα 1,2 - линии железа OVO 55 0,23° 30 кВ 70 мА Lα 1,2 E=0,704 кВ E=0,718 кэВ Lβ1Lβ1 E=0,610 кэВ Ll

6 Таблица 1. Условия измерения характеристических линий железа на рентгенофлуоресцентном спектрометре S4 Pioneer Линия / переход Энергия (кэВ) / длина волны (Å) Монохроматор / коллиматор ДетекторНапряжение (кВ) / ток (мА) рентгеновской трубки K 2,5 / K–M 4,M / LiF (220) / 0.23º SD50 / 60 K 1,3 / K–M 2,M / LiF (220)/ 0.23º SD50 / 60 Lα 1, 2 / L 3 –M 4, M / OVO55 / 0.12º FC30 / 70 L 1 / L 2 – M / OVO55 / 0.12º FC30 / 70 SD – сцинтилляционный детектор; FC – проточный пропорциональный детектор.

7 Рис. 5 Зависимость валентного состояния железа (n) от отношения IK 2,5 /IK 1,3 (б) в образцах минералов на рентгенофлуоресцентном спектрометре пирит сидерит гранат флогопит биотит

8 Рис. 6 Зависимость валентного состояния железа (n) от отношения ILβ 1 /ILα 1,2 (б) в образцах минералов на рентгенофлуоресцентном спектрометре сидерит пирит FeO

9 Объекты исследования 53 стандартных образцов изверженных горных пород 35 образцов осадочных горных пород, в т.ч. 11 стандартных образцов 23 образца железных руд, в т.ч. 4 стандартных образца 11 образцов пикроильменитов

10 Рис. 7 Зависимость отношения FeO/Fe 2 O 3 общ от отношения IKβ 2,5 / I Kβ 1,3 для стандартных образцов изверженных горных пород Щелочные породы

11 Рис. 8 Зависимость отношения FeO/Fe 2 O 3 общ от отношения IKβ 2,5 / I Kβ 1,3 для образцов осадочных пород Карбонатные породы

12 Таблица 3. Результаты анализа горных пород Тип породы Диапазон отношения FeO/Fe 2 O 3 общ Диапазон содержания FeO, % s r, % 1 Изверженные породы – – Щелочные породы0.25 – – Изверженные породы – Кислые породы – Основные породы – Ультраосновные породы0.53 – – Эффузивные породы0.54 – – Осадочные породы0.02 – – Континентальные отложения0.18 – – Морские отложения0.02 – – Некарбонатные породы – – Некарбонатные породы – – Карбонатные породы Железные руды

13 Таблица 3. Условия измерения характеристических линий железа на электронно-зондовом микроанализаторе JEOL 2800 Линия / переход Энергия (кэВ) / длина волны (Å) Монохроматор / коллиматор ДетекторУскоряющее напряжение (кВ) / ток пучка электронов (нА) K 2,5 / K–M 4,M / LiF (200)Xe-PC20 / 20 K 1,3 / K–M 2,M / LiF (200)Xe-PC20 / 20 Lα 1, 2 / L 3 –M 4, M / TAPGPC20 / 20 L 1 / L 2 –M / TAPGPC20 / 20 Xe-PC –пропорциональный детектор, заполненный ксеноном; GPC– аргон-метан проточный пропорциональный детектор.

14 Рис. 9. Зависимость валентного состояния железа (n) от отношений IK 2,5 /IK 1,3 (а) и ILβ 1 /ILα 1,2 (б) в образцах пикроильменитов на рентгеновском микроанализаторе пикроильмениты Образцы сравнения

15 Спасибо за внимание! Аналит. сигнал s r, % По результатам химического анализа По результатам стехиометрических расчетов Рентгеновский микроанализ ILβ/ILα 1, IK 2,5 /IK 1, Рентгенофлуоресцентный анализ ILβ/ILα 1, IK 2,5 /IK 1, Таблица 4. Результаты анализа пикроильменитов