Материал: Kozionov_A.E._i_dr._Issledovanie_gornyh_porod_s_pomoshchyu_kompleksa

Значительная доля электронов пучка, которые бомбардируют мишень,

впоследствии вылетают из нее. Они называются отраженными электронами.

Их количество растет с возрастанием атомного номера химического элемента, слагающего мишень. Этот тип электронов несет информацию о природе объекта, усредненную по глубине.

Поверхность, сложенная элементами с высоким атомным номером,

выглядит гораздо ярче, так как число отраженных электронов здесь больше.

Это позволяет разделять минеральные группы по контрасту. Чем больше разница в атомных номерах, тем выше контраст между разными минералами в отраженных электронах [2].

Режим вторичных электронов (SEI).

В результате взаимодействия с поверхностью образца электроны первичного пучка могут передать часть своей энергии электронам из зоны проводимости, то есть слабо связанным с атомами. В результате такого взаимодействия может произойти отрыв электронов и ионизация атомов.

Такие электроны называются вторичными. Эти электроны обычно обладают небольшой энергией (порядка 50 эВ). Любой электрон первичного пучка обладает энергией, достаточной для появления нескольких вторичных электронов [3].

Так как энергия вторичных электронов невелика, их вывод возможен только с приповерхностных слоев материала (менее 10 нм). Принимая во внимание, что вторичные электроны генерируются приповерхностными слоями, они очень чувствительны к состоянию поверхности. Минимальные изменения отражаются на количестве собираемых электронов. Таким образом этот тип электронов несет в себе информацию о рельефе образца,

глубине пустот, структуре стенок пор. Более глубокие пустоты будут иметь более темное свечение по отношению к неглубоким порам.

Выполнив правильную настройку микроскопа, устранив дефекты и краевые эффекты, при сканировании можно получить разделение по

6

контрасту на области, находящиеся ближе и дальше от источника и разделение на минеральные фазы (показано на рисунках 1-6).

Физические процессы получения мнимого изображения и были взяты за основу создания методики количественной оценки минеральных компонентов и пустотного пространства породы.

7

Рис. 1 - а - пример разделения по контрасту на более глубокие темные области (пустоты) и более светлые области (каркас породы); б - разделение по контрасту в

соответствии с атомным номером элементов, входящих в состав определенных групп минералов

Рис. 2 - В данном примере продемонстрирована количественная оценка пустотного пространства (красным цветом в левой части) в левой части и количественная оценка

минеральных компонентов (красное – кремнистый скелет тентакулит, зеленое – карбонатные минералы и желтое – глинистая масса) в правой части

8

Рис. 3 - Анализ оттенков серого производится программой автоматически по пикам спектра (левый нижний фрагмент). В данном примере наблюдается первый небольшой

пик (зеленый) соответствующий Сорг, второй пик (красный) соответствующий кальцитовой составляющей (органогенный останки тентакулитов) и крайний правый (желтый пик) обозначающий глинистую массу. Предварительно перед распределением на минеральные группы область исследуется методами энерго–дисперсионного зондирования. Разделение на минеральные группы производится исключительно по пикам представленного спектра, исключая ошибку оператора

9

Рис. 4 - Исследование распределения минеральных компонентов по поверхности полированного образца на большой площади. Ясно различимы трубки органогенных останков (синий) и тонкая углеродистая пленка вокруг них (красный) и распределение

глинистых минералов (желтый). Количество каждого компонента приведено на фрагменте справа внизу

10