21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Люминесцентные методы диагностики минералов шлихов

22.12.2016

Люминесценцией называется неравновесное излучение минералом света, избыточное над тепловым. В зависимости от способа возбуждения люминесцентного свечения выделяются его различные виды. Фотолюминесценция возбуждается световыми фотонами из ультрафиолетовой области спектра, рентгеновские лучи вызывают рентгенолюминесценцию; катодолюминесценция обусловливается электронным пучком лучей, бомбардировка ионами в электрическом поле приводит к проявлению ионолюминесценции; известна также термостимулированная люминесценция.
Всем процессам люминесценции свойственно испускание фотона при электронном переходе из возбужденного состояния в основное в центра. Центром люминесценции называется частица (примесный или собственный атом, ион, молекула и т.п.), которая под действием источника люминесценции переходит в возбужденное состояние. К собственным люминогенам относятся Mn2+, U6+, W6+, Mo6+, V5s+, Ti4+; к изоморфно-примесным катионам-люминогенам принадлежат TR2+, TR3+, Mn2+, Cr3+, Ti4+, Ti+, Fe3+, Pb2+.
Возвращение возбужденного центра в нормальное состояние сопровождается люминесцентным излучением. Если поглощенная энергия преобразуется частично или полностью в тепловые колебания решетки, процесс называют тушением (гашением) люминесценции. Ионами-гасителями люминесценции являются Fe2+, Cu2+ и другие элементы, а также центры окраски (например, радиационные), поглощающие фотоны люминесценции.
По длительности проявления люминесценции различают флюоресценцию — свечение не наблюдается после прекращения действия его возбудителя — и фосфоресценцию — свечение сохраняется длительное время после прекращения действии его возбудителя. Люминесцировать могут безжелезистые минералы-диэлектрики (оксиды, оксосоли, галогениды), некоторые полупроводники (например, сульфиды) и отдельные гомоатомные минералы (алмаз, муассанит — рис. 16).
Люминесцентные методы диагностики минералов шлихов

Фотолюминесценцию минералов шлихов изучают с помощью приборов, дающих ультрафиолетовое излучение; это осветитель ОИ-18, ОИ-18А, люминоскопы ЛСП-101, ЛСП-103, "Шеелит", "Минилюм" и лазеры типа ЛГИ-21 с ультрафиолетовой длиной волны (λ = 337 нм). Большинство минералов люминесцирует в коротковолновом ультрафиолетовом диапазоне (λ - 230—250 нм), для получения которого применяют светофильтры типа УФС-2, УФС-5, УФС-1.
Люминесцентный осветитель типа ОИ-18А предназначен для освещения исследуемых объектов ультрафиолетовым светом и может использоваться со стереоскопическими микроскопами типа МБС. Источник света — ртутно-кварцевая лампа ДРК-120, питающаяся от сети переменного тока через пульт зажигания ПРЛ-6. С помощью стандартного набора светофильтров, входящих в комплект осветителя, можно осветить объекты только в диапазоне длин волн 360—440 нм, поэтому для исследования минералов необходимо использовать дополнительные светофильтры, указанные выше. Для наблюдения люминесценции минералов шлих помещают на столик бинокулярного стереоскопического микроскопа, на окуляры одевают светофильтры ЖС18-1, облучают объект ультрафиолетовым светом и просматривают шлих.
Люминесцентный микроскоп "ЛЮМАМ" предназначен для исследования видимой люминесценции объектов, возбуждаемой лучами зелено-сине-фиолетового участка спектра и ультрафиолетовыми лучами. Спектральная область возбуждения люминесценции 360—550 нм. Источником света является ртутная лампа ДРШ-250-3, питающаяся от сети переменного тока. Для изучения люминесценции минералов шлих помещают на столик микроскопа и, включив ртутную лампу, исследуют объект микроскопически. Люминесценцию объекта можно видеть при освещении возбуждающим светом сверху, через конденсор, и по методу фазово-темнопольного контраста.
Криолюминесценция. Ряд минералов не обнаруживает фотолюминесценции при комнатной температуре, но способен активно проявлять ее после охлаждения в жидком азоте (Т = 77 К). При этом в значительной степени замораживаются колебания решетки, прекращается рассеивание энергии возбуждения и происходит преобразование энергии ультрафиолетовых лучей в световое излучение. Подобную фотолюминесценцию называют криолюминесценцией. Она характерна для касситерита, киновари, циркона, флюорита, ангидрита, родонита, родохрозита, датолита, данбурита, силикатов и гидроксидов уранила. Исследования криолюминесценции минералов проводят с использованием осветителя ОИ-18, снабженногo светофильтром УФС-2, или люминоскопа ЛСП-103. Пенопластовую емкость специальной конструкции заполняют жидким азотом и в нее с помощью держателя с зажимом опускают кварцевую пробирку с материалом шлиха. Спустя 10—30 с (после прекращения вскипания) пробирку извлекают, помещают на столик бинокулярного микроскопа в пучок ультрафиолетовых лучей и наблюдают криолюминесценцию.
Катодолюминесценция минералов широко применяется в лабораторной минералогической практике, так как она присуща большому числу минералов, и свечение весьма интенсивно. В большинстве случаев это фпюоресценция, но ряд минералов (например, кальцит, флюорит) способны фосфоресцировать. Отдельные минералы, обладающие фосфоресценцией. в процессе облучения заметно нагреваются, и их свечение сохраняется более длительное время после прекращения облучения.
Для изучения катодолюминесценции минералов используют катодные трубки (ячейки), в которых облучение производится пучком электронов, возникающих при электрическом разряде в вакууме. На практике шлиховые лаборатории наиболее часто оборудованы катодными трубками с холодным катодом.
Катодная установка системы Комовского состоит из разборной металлической ячейки (катодной трубки), на электроды которой через искровой разрядник и трансформатор подается ток высокого напряжения. Вакуумный насос создает в трубке разрежение 133,3 МПа. Изучаемый объект (шлих, фракция, сколок образца) помещается внутрь катодной трубки; она плотно закрывается, и создается вакуум, в котором за счет эмиссии электронов с катода возникает люминесценция. При исследовании мелкозернистого материала шлихов результаты облучения наблюдают в бинокулярный микроскоп, укрепленный на штанге непосредственно над катодной ячейкой.
Термолюминесценция используется сравнительно редко при диагностике минералов шлихов. Сущность явления термолюминесценции такова. При воздействии на минералы ионизирующего облучения электроны и дырки могут захватываться ловушками, создаваемыми дефектами в кристаллической решетке. При нагревании образца минерала или шлиха происходит освобождение электронов (дырок) и рекомбинация их с более устойчивыми центрами, а выделяемая при этом энергия возбуждает центры свечения. Кривые термосвечения изучаются на установках типа "Термолюм".
Люминесцентные методы позволяют не только диагностировать минералы, но и приближенно количественно оценивать их содержание в шлихах. Оценку содержания люминесцирующего минерала ведут визуально, подсчитывая число отдельных светящихся зерен; при большом их количестве содержание выражают в процентах.
При исследовании шлихов люминесцентными методами необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, и к работе с коротковолновыми облучателями могут быть допущены только специально обученные лица, аттестованные на знание правил техники безопасности При работе с названными установками требуется применение средств индивидуальной защиты (очки!) и регулярное проветривание рабочего помещения во избежание избыточного озонирования воздуха.