Электронно-микроскопический метод

В общем виде электронный микроскоп состоит из 3 частей: колонна микроскопа с электронной пушкой, электронными: линзами, экраном и фотоустройством; блок питания; вакуумная система.

Изучение минералов ведется при помощи потока электронов в вакууме. Используют либо проходящие, либо отраженные потоки. В связи с этим выделяют просвечивающую и сканирующую микроскопию.

Менее трудоемкой и, видимо, поэтому более распространенной является просвечивающая электронная микроскопия. Суть ее состоит в том, что при прохождении потока электронов через приготовленный из суспензии ориентированный препарат происходит экранирование, отклонение, рассеивание электронов минералами. Поэтому на экране или фотобумаге за препаратом получается теневое изображение минерала. Чем толще минерал, тем темнее будет изображение. Полученное изображение позволяет судить лишь о форме, взаимоотношениях, фазовых превращениях минералов. Поэтому с помощью электронного микроскопа можно точно диагностировать минералы с ярко выраженными особенностями, другие же диагностируются с большим трудом. Это очень ограничивает область применения электронной микроскопии.

Каолинит. Под электронным микроскопом диагностируется нормально, так как имеет вид хорошо окристаллизованных гексагональных (шестиугольных) и псевдогексагональных пластинок (рис. 5). Переотложенный каолинит может иметь форму неправильных частиц, но и среди них всегда можно найти хотя бы две грани с выраженным углом между ними.

Монтмориллонит. На снимках образует хлопьевидные агрегаты с расплывчатыми нечеткими контурами — более темные (толстые) в центре и светлые (тонкие) по краям (рис. 6).

Сильнодисперсный монтмориллонит образует сплошную серую пылевидную массу. Хлопьевидность частиц монтмориллонита связана с большой адсорбционной способностью минерала. Обменные катионы, вода образуют вокруг него оторочку, дающую расплывчатые контуры, неравномерность толщины.

Гидрослюды. На электронно-микроскопических снимках имеют пластинчатую, изометрично-пластинчатую, удлиненно-пластинчатую форму с четкими угловатыми или сглаженными контурами (рис. 7).

Иногда видны следы расщепления по спайности, окраска, пластинок светло-серая, они полупрозрачные. Сходные изображения дают вермикулит и слюды. Для относящегося к гидрослюдам глауконита характерна своеобразная удлиненно-щепковидная форма с неровными зазубренными концами (рис. 8).

Смешанослойные минералы. Не обладают четко выраженными морфологическими особенностями. В общем, им присущи частицы с расплывчатыми монтмориллонитовыми контура ми, сквозь которые проступают угловатые прямолинейные контуры каолинита или гидрослюд (рис. 9).

Неглинистые минералы, присутствующие в глинистых породах и почвах, имеют четкие контуры. Кварц, полевые шпаты дают изображения изометричных зерен серого цвета. Карбонаты, гидроокислы железа, органическое вещество на фотографиях образуют черные изометричные, точечные, звездчатые, волокнистые агрегаты. Так, на снимке полиминеральной глины (рис. 10) наблюдаются монтмориллонит, гидрослюды с изометричными, звездчатыми выделениями гидроокислов железа.

Электронный сканирующий микроскоп позволяет получить изображение поверхности и формы минерала благодаря отражению от него электронов. При подготовке образца к исследованию на него напыляют тонкий слой металла (золото, серебро, платину, медь, палладий). Это делается для того, чтобы создать электропроводную поверхность и избежать накопление электрического заряда, мешающего изображению. Электронный луч обтекает (сканирует) по квадрату строку за строкой. Отраженные и выбитые из образца электроны создают изображение в электронно-лучевой трубке. Сканирующий микроскоп позволяет получить смещенные снимки, образующие стереопару и дающие объемное изображение минерала.

На рис. 11 показан кристалл каолинита при изучении его в сканирующем микроскопе. Также хорошо видна дисперсная слабораскристаллизованная (аморфная?) масса.