ICS 19.020 CCS N 33
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T15246—2022 代替GB/T15246—2002
微束分析 硫化物矿物的电子探针
定量分析方法
Microbeam analysis-Quantitative analysis of sulfide minerals by
electronprobemicroanalysis
2023-02-01实施
2022-10-12发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T15246—2022
目 次
前言
l
范围规范性引用文件
1
2
3 术语和定义
仪器设备试样制备 6 标样分析测试条件的选择
4 5
1
谱线重叠修正分析步骤
8
9
10 结果处理· 11 检测报告：附录A（资料性） 硫化物矿物电子探针定量分析不确定度评定示例参考文献· GB/T15246—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T15246一2002《硫化物矿物的电子探针定量分析方法》。本文件与GB/T15246一 2002相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a）增加了电子探针仪器设备的性能要求和扫描电子显微镜的仪器设备（见4.1）； b）增加了试样制备方法（见5.2)； c) 更改了分析选择标样的描述（见6.1，2002年版的6.1）； d) 删除了束流达到稳定状态的工作时间要求（见2002年版的7.3.1）； e) 增加了束流稳定度的要求（见7.3)； f) 更改了硫元素的分光晶体和钨元素的线系选择（见7.4，2002年版的7.4)； g) 将“本底”更改为“背底”（见7.6，2002年版的7.6)； h) 删除了能谱分析中谱线重叠修正的方法（见2002年版的8.5）； i) 更改了核查仪器稳定性的时间要求（见9.1，2002年版的9.1）； j) 增加了数值修约的要求（见10.3)； k）增加了不确定度的影响因素（见10.5）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国微束分析标准化技术委员会（SAC/TC38)提出并归口。 本文件起草单位：广东省科学院工业分析检测中心、中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学
院化学研究所。
本文件主要起草人：伍超群、刘英坤、周鹏、毛骞、陈涵悦、王岩华、刘芬、管尽琼。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：
本文件于1994年首次发布，2002年第一次修订；一本次为第二次修订。
I GB/T15246—2022
微束分析硫化物矿物的电子探针
定量分析方法
1范围
本文件规定了电子探针测量硫化物矿物成分的仪器设备、试样制备、标样、分析测试条件的选择、谱线重叠修正、分析步骤、结果处理和检测报告。
本文件适用于在电子束轰击下稳定的硫化物矿物以及砷化物、锑化物、铋化物、碲化物、硒化物等矿物的电子探针定量分析。
本文件适用于以电子探针进行的定量分析，也适用于安装了波谱仪的扫描电子显微镜进行的定量分析。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T15074 电子探针定量分析方法通则 GB/T 17359 微束分析能谱法定量分析 GB/T17366 矿物岩石的电子探针分析试样的制备方法 GB/T20725 波谱法定性点分析电子探针显微分析导则 GB/T21636 微束分析电子探针显微分析（EPMA)术语
3术语和定义
GB/T21636界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
硫化物矿物 sulfide minerals 由硫构成阴离子团的金属矿物。
3.2
光片polishedsection 将岩石或矿石样品切割成一定大小，并将待观测面磨平、抛光的试样。
3.3
光薄片 polished thin section 将岩石或矿石样品切割成一定大小，减薄至能透过光线，并双面磨平、抛光的试样。
3.4
砂光片 sand polished section 将颗粒样品镶嵌在环氧树脂或导电树脂中或制备在玻璃薄片上磨平、抛光的试样。
1 GB/T15246—2022
3.5
谱线重 peakoverlap 试样中不同元素的某些特征X射线之间所存在的一定程度的谱峰重合的现象。
3.6
重叠因子 overlapfactor 为了校正因试样中某些元素之间存在谱线重叠而造成被分析元素结果偏差而建立起来的试验数值
(因子)。
4仪器设备
4.1 电子探针显微分析仪（简称：电子探针）：二次电子像分辨率应优于6nm，束流稳定度应优于土1.5×10-3/h，或者装配有波谱仪的扫描电子显微镜。 4.2试样制备装置，如研磨机、抛光机、真空镀膜机等。 4.3 3光学显微镜。
5试样制备
5.1试样表面应平滑、无擦痕和污染物。用于岩矿鉴定的光片、光薄片（厚度：30μm～50μm）和砂光片以及金相检测的试样可直接作为电子探针分析试样。 5.2不同性状的试样应采用不同的制备方法。对于块状试样，可根据仪器配备的样品座大小，制成检测面不小于10mmX10mm的光片、光薄片或砂光片，制备方法按照GB/T17366的规定执行。对于粉末试样，宜按GB/T41074的规定进行。 5.3对于不导电或导电不良的试样，应进行真空镀膜（通常镀碳膜）。镀膜厚度一般为20nm。绝大多数硫化物矿物是导电的，但如果硫化物矿物以微细颗粒的形式穿插分布在不导电的脉石矿物中，则应进行真空镀膜处理。将试样与标样同时镀膜，可以减少因镀膜厚度不同而产生的分析误差。 5.4制备好的试样在测试前可在光学显微镜下观察，检查确认表面是否符合要求，并采用合适的方法将待测试部位作记号，以便在测试过程中易于找到目标。
6标样
6.1 选择标样的原则 6.1.1优先选用国家级标准物质。在没有国家级标准物质的情况下，可选用行业标样，或选用微区均匀、有成分定值的参考物质标样和研究物质标样。 6.1.2宜选用与待测试样的化学组成相同或相近的标样。 6.1.3宜选用无谱线重叠的标样。 6.2硫的标样
可选择黄铁矿（FeS,）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、毒砂（FeAsS）、辉锑矿（SbzSs）、黄铜矿（CuFeS）、硫化镉（CdS)等标样。 6.3金属元素的标样
可选择含相应金属元素的硫化物矿物标样、纯金属标样或合金标样。
2 GB/T15246—2022
7分析测试条件的选择
7.1加速电压
↑ 加速电压一般应为被分析元素特征X射线临界激发电压的2倍～3倍。由于硫化物矿物的化学组
成很复杂，组成元素的原子序数覆盖范围很宽，从S的16到Bi的83，加速电压选择时应兼顾硫化物矿物试样中所含的轻、重元素，推荐使用20kV。
7.2特征X射线 7.2.1宜选用强度较高的特征X射线，避免选用太靠近谱仪两端的谱线或与体系中其他元素特征X射线有重叠效应的谱线作为分析谱线。如果无法避免选用有重叠效应的谱线，则应进行谱线重叠修正（详见第8章）。 7.2.2对元素S采用K。线。 7.2.3对金属元素，原子序数Z<32的元素推荐选用K。线，原子系数32≤Z<72的元素推荐选用L。 线，原子系数Z≥72的元素推荐选用M。线。 7.3束流和束斑 7.3.1要获得良好的定量结果，应保证束流的稳定，束流稳定度应优于士1.5×10-3/h。 7.3.2束流宜选择1×10-8A～2×10-8A，如果关注重点是试样中的微量元素，则可将束流提高至2× 10-8A~5X10-8A。 7.3.3束斑宜选择1μm～5μm。但在测定一些微细硫化物矿物颗粒或微小包体时，则宜将束斑调至小于1μm，保证检测范围在待分析微区内。 7.3.4测定标样和试样的束斑大小应一致。 7.4分光晶体 7.4.12 宜选用分辨率和衍射效率较高的晶体。 7.4.2对于待测元素的用于分析的特征X射线，选用分光晶体时应使谱仪处于比较适中的位置，避免太靠近谱仪的低端或高端。 7.4.3对于硫化物矿物所涉及的30多种元素，分光晶体的选择通常为：
a) S的K。线选用异戊四醇(PET)分光晶体； b）Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga和Ge的K。线选用氟化锂(LiF)分光晶体： c) As、Se两种元素，采用K。线作为分析线时，选用LiF分光晶体；采用L。线作为分析线时，则选
用邻苯二甲酸氢铊(TAP)或邻苯二甲酸氢(RAP)分光晶体； Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te的L。线选用PET分光晶体；
d) e）W、Os、Ir、Pt、Au、Hg、T1、Pb和Bi等元素采用M。线作为分析线时，选用PET分光晶体；采用
L。线作为分析线时，则选用LiF分光晶体。
7.5计数时间
为了减少X射线统计涨落产生的相对标准偏差，计数时间应使总计数大于10000。 注：一般情况下，质量分数不小于5%的元素，其计数率一般在500cps～4000cps，因此所需的计数时间为5s~
20s;对于质量分数小于5%的元素，计数时间约需50s或更长。
7.6背底测量和背底校正 7.6.1对于质量分数不小于5%的元素，通常在谱峰两侧距离谱峰中心波长士0.01nm的位置分别测
3 GB/T 15246—2022
定背底值，两侧背底值的平均值即为谱峰中心的背底。如果按以上法则选定的背底测量处有其他元素的谱峰相重叠，则应视具体情况再隔开一些距离以避开其他谱峰的干扰。 7.6.2对于质量分数小于5%的元素时，宜选用不含待分析元素但其主成分与试样相同或相近的标样在得分析元素峰位处测量背底。 7.6.3将实际测得的特征X射线计数扣除背底计数即为背底校正。
8谱线重叠修正
在实际工作中谱线重叠问题往往是难以避免的，在波谱分析中，通常使用标样测定重叠因子。以 B元素的K。线对A元素的K。线的重叠干扰为例，进行谱线重叠修正。
用纯元素B作为标样，按式（1)计算重叠因子RAB：
I BKg(A)
RAB= IBk,
.......(1)
式中： RAB 标样B元素的K。线对A元素的K。线的重叠因子 IBkgra)——标样B元素在相应于A元素K。峰位处的K谱峰强度； I Bk, 标样B元素的K。谱峰强度。 测试含元素A和元素B的试样时，用式（2)计算重叠干扰量QAB：
QAB=IBK_· RAB
.（2)
式中： QAB—一标样B元素的K。线对A元素的K。线的重叠扰量。 将实验测得的A元素K。线的强度减去QAn即可定量修正B元素的K。对元素A的K。的谱线重
叠效应。
注1：在Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni元素之间，原子序数为Z的元素的Ks线常对Z十1元素的K，线产生重叠干扰。 注2：在Ru、Rh、Pd、Ag、Cd和In元素之间，原子序数为Z的元素的L线常对Z十n(n≥1)元素的La线产生重叠
干扰。 注3：对Pb和Bi的Lal线而言，原子序数为Z一n(n>l)的元素的某些L线对其有重叠干扰。 注4：由于硫化物矿物组成元素的原子序数覆盖范围很宽，也存在一些不同线系之间的重叠干扰
9分析步骤
9.1 核查仪器的稳定性
通常在开机0.5h～1h后（视仪器的实际情况而定），按GB/T15074的要求核查仪器的稳定性。 9.2 定性分析
对试样进行能谱或波谱定性分析。能谱分析按照GB/T17359的规定执行，波谱分析按照 GB/T20725的规定执行，先确定试样中的元素组成，以便选择相应的测量谱线和标样。 9.3定量分析
根据定性分析结果，依次测定标样和试样中各种元素的特征X射线强度和背底强度。对某些要求较高的定量分析工作，可选择一个其成分与试样相似的标样进行检验，结果一致后进行试样的定量分析，否则应对仪器状况和测试条件重新核查，
4