圣彼得砂岩中粒间胶结物阴极发光可视化的有效扫描电镜分析技术：一项循环比对实验

摘要： 阴极发光（CL）作为地球科学和材料研究的分析工具已得到广泛应用。许多矿物在扫描电子显微镜（SEM）高能电子束轰击下会呈现阴极发光现象[1]。由于探测器类型、样品制备方式（环氧树脂包埋、抛光、镀膜）、SEM类型（钨灯丝、六硼化镧、场发射）及分析条件（加速电压kV、束流pA/nA、样品温度）的差异，各实验室的CL成像能力不尽相同。为评估获得高分辨率CL图像的最佳条件，我们启动了实验室间比对研究[2]。石英（及其多形体）因CL响应较弱常难以成像，故选作测试材料。圣彼得砂岩由细至中粒二氧化硅组成，广泛用作水力压裂（压裂法）的支撑剂[3]。要获得最佳CL成像效果，需根据各实验室情况采取适当样品制备流程。对于孔隙发育且颗粒间胶结结构不完整脆弱的圣彼得砂岩，制备抛光样品表面时必须避免颗粒脱落和胶结物移除。本次实验室间比对采用垂直层理取心的单一圣彼得砂岩样品制备抛光试样，将其包埋于环氧树脂并抛光至亚微米级光洁度。选取其中六件样品与其他SEM-EPMA实验室共享，旨在完善胶结物研究和成像的SEM-CL操作规范。截至摘要提交截止日，我们已获得3例CL图像案例，预计在M&M会议前还能补充更多案例。