sem能谱有哪些元素测不了

具有磁性的材料不能做SEM.

采用磁透镜进行聚焦成像。如果被测试样磁性较强，轻则干扰成像，重则被测试样粉末被吸附到镜头上，损坏仪器。

理论上，磁性是物质的一种属性，任何物质都有磁性。因此要求试样完全没有磁性是不可能的，我们只能要求其磁性小于某一范围。如果是热发射sem磁性要求要低一些，如果是场发射sem，则要求就要严格的多。比如铁，钴，镍为铁系元素，其化合物磁性较强，因而一般不能直接测，所以要将有磁性的材料进行消磁处理就可以了。

B 众多研究显示，B 存在于煤的有机质中，并认为与有机质相关的 B 为煤化过程中从粘土吸附的B转化而来（Finkleman，1995；Swaine，1995；Querol等，1995）。张军等（1999）认为，B以矿物质形式存在。Mukhopadhyay等（1998）研究Sydney煤时认为，B与粘土矿物及石英有关。Querol等（1995）在煤中发现B以电气石形式赋存。

Cl煤中Cl 既有有机态，又有无机态。 无机态Cl 的赋存形式主要是含氯矿物、煤孔隙水中的氯、离子吸附的氯和类质同象进入矿物晶格中的氯（赵峰华，1997）。某些研究结果显示，Br 与 Cl 之间关系密切，主要存在于孔隙水中（Mukhopadhyay等，1998；Raask，1985）。Cox等（1984）研究 Herrin煤时，认为83%的 Cl 以无机盐形式存在，17%是以离子交换态存在。Huggins等（1996）对美国伊利诺伊州高Cl煤进行了X射线吸收精细结构谱研究，认为高氯煤中Cl有两种赋存状态，其中主要是以氯离子形式存在于与显微组分共生的水中，这种水化的氯离子通过极性含氮官能团与显微组分存在强烈的相互作用，过剩的氯离子与钠离子在极性含氧官能团上结合。氯与有机质之间的具体结合形式目前还不清楚。赵峰华（1997）研究平朔煤时认为，Cl以水溶态为主，有机态次之。许琪等（1990）发现，Cl与壳质组、粘土矿物显著正相关。

F F为电负性最强的元素，主要以离子或络阴离子形式存在，沉积作用中蒙脱石、云母等矿物的含量决定了F的含量（刘英俊等，1984），即煤中F主要分布在粘土矿物中。鲁百合（1996）认为，煤中F以阴离子形态与金属形成化合物，以类质同象存在于粘土矿物晶格中，以游离阴离子形式存在于孔隙水及有机质中。Lessing（1934）认为，煤中F与氯有关，但Crossley等（1944）的研究并未证实此种关系，而是显示与P有关，表明氟磷灰石的存在。Finkelman（1994）采用电子探针进行了研究，认为大多数F存在于角闪石中。许琪等（1990）认为，当植物成煤后，就会出现F与Cl互补的现象。

Mn Finkelman（1981）认为，Mn赋存在碳酸盐矿物中，少量Mn也可能与粘土矿物、黄铁矿、有机质有联系。Finkelman（1994）通过扫描电镜能谱（SEM-EDX），在世界某些地方的煤中发现菱铁矿、铁白云石中含有Mn，也认为煤（特别是烟煤）中大部分Mn赋存在碳酸盐（菱铁矿、铁白云石）的固溶体中，在低煤级煤、木质褐煤、褐煤中的Mn与有机质有联系。Swaine（1990）认为，低煤级煤中的Mn 与有机羧酸官能团结合。庄新国等（2001）研究贵州煤时认为，高Ca煤中Mn的含量也高，说明Mn与方解石伴生。统计分析显示研究区煤中Mn与Ca，Fe显著相关，聚类分析时将Mn与S，Fe等亲硫元素归为一群，推知其具较强的碳酸盐、硫化物的亲和性。

Mo Mo可以在强还原条件下富集于富有机质和硫化铁的沉积物中（刘英俊等，1984）。Almassy等（1956）发现，Mo与硫相关，在硫含量小于2%的煤中很少有Mo，而在黄铁矿含量高的煤中Mo含量可达10μg/g，说明与黄铁矿有关。秦勇（1994a）对由硫化铁包围的基质镜质体进行了X射线能谱微区分析，发现硫化铁相中一个特殊现象，即Mo含量显著较高，认为Mo 可能以类质同象形式进入硫化铁矿物晶格。任德贻等（1999b）认为，Mo与粘土矿物有关，是由粘土矿物强烈吸附所造成的。此外，张军等（1999）认为Mo存在于有机质中。研究煤中Mo主要与粘土矿物有关，高硫煤中Mo的含量也高，说明其与硫化物也有关系。

Ni Swaine（1990）认为，Ni 与有机质联系明显，但缺乏直接证据。 但是，目前却有直接证据表明 Ni 的赋存与无机质有关。据文献，煤中已发现几种Ni 的硫化物矿物（NiS，NiSbS，（Co，Ni）3S4），在方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、硒铅矿等矿物中均发现Ni的存在（Finkelman，1994）。Ruppert等（1991）在研究 Kosovo 盆地等地的煤时，发现有10%的Ni与有机质结合，大部分Ni存在于尖晶石中。赵峰华（1997）认为，煤中Ni主要进入粘土矿物和煤大分子结构，还与碳酸盐、硅酸盐有关。相关、聚类分析显示研究区煤中Ni与As及Co的硫化物有关。

Be Be的离子半径小，并有较高的离子电位及电负性，有较强的主极化力，易被粘土矿物吸附，也可以置换粘土矿物中的 Al，因而部分 Be 分布在粘土矿物中。Be2+和（Be2O）2+具有与腐殖酸及其官能团—COOH、—OH、CO=结合的趋势，因此在富含腐殖酸的低煤级煤中，Be 赋存在有机组分中（张军营，1999）。Finkleman（1994）认为，大量文献表明Be的有机姻缘，很少有别的元素像Be那样，在实验室的浮沉实验中总是存在于相对密度轻的颗粒中，此外，Be的含量与灰分产率呈反比关系。研究区煤中Be也与灰分成反比，而与全硫、黄铁矿硫特别是有机硫关系亲密，因而推知Be 主要为有机相，有部分为无机相。

Cu Cu具有强亲硫性。 众多作者认为，Cu与黄铁矿有关（刘英俊等，1984； Finkel-man，1995；Swaine，1995）。Pires等（1992）在英国煤中发现黄铜矿（CuFeS2）的存在，Mukhopadhyay等（1998）、许琪等（1990）认为，Cu与粘土矿物呈正相关。Otte（1953）发现，Cu与烟煤中的有机显微组分有关，认为可溶腐殖酸的高分子易与Cu形成螯合物。Finkelman等（1978）也认为，Cu存在于煤的有机质中。张军营（1999）认为，Cu能以碳酸盐矿物形式存在于煤中。王运泉等（1996b）认为，无烟煤中Cu主要与有机质结合。因此，煤中Cu一般以硫化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及粘土矿物形式存在，但部分煤中Cu也以有机相存在。相关分析、聚类分析显示Cu在研究区煤中主要以硫化物及磷酸盐的形式存在。

P 尽管P对有机质具有高度的亲和性，但煤中P主要存在于磷酸盐矿物中（Finkel-man，1995）。张军等（1999）报道，从美国煤分离出的矿物中确定了两种磷矿物（核磷铝酸矿，银星矿），还发现了磷灰石和氟磷灰石。许琪等（1990）认为，煤中P的赋存状态虽然包括有机和无机两部分，然而更多的是无机磷，多数含于氟磷灰石中，与方解石也有密切的共生关系。研究区煤中P主要与灰分显著正相关，并与Al，Cu以及亲石元素关系密切，可能主要以磷酸盐、硅铝酸盐矿物形式存在。

Th 自然界中Th绝大部分是以氧化物或含氧酸盐存在，明显地表现出亲石性质。 庄新国等（2001）认为，Th与硅铝酸盐有亲和性，与稀土元素有较好的相关性。王运泉等（1996b）认为，Th存在于粘土矿物中。Spears等（1999）在研究英国煤时认为，Th主要与伊利石有关。统计分析显示研究区煤中Th与灰分、粘土矿物密切相关。

U 任德贻等（1999a）认为，腐殖酸及棕腐酸能强烈地络合 U等金属，形成铀酰有机络合物，并认为U在某些低等藻类形成的煤中相当富集。Finkelman（1995）、Almassy（1956）、任德贻等（1999）的研究结果也显示，在低煤级煤中，U主要以有机金属化物形式存在。Querol等（1995a）发现，U与粘土矿物有关。王运泉等（1996b）认为，煤中U除了与粘土矿物有关外，还与黄铁矿有关，但U的硫化物在地壳中并无所见。据此，张军等（1999）推论可能是黄铁矿吸附U的结果。黄文辉等（1999c）认为，成岩早期形成的细粒、莓粒状黄铁矿及镜质组中浸染状黄铁矿含U较高，且高硫煤中U的含量较高，说明U的赋存与硫化物有关。研究区煤中U与灰分、粘土矿物显著相关，高、低硫中U含量有较大差别，显示其与硫化物有所联系。

V V是强亲石性元素。 Querol等（1995）认为，V与粘土矿物有关。 王运泉等（1996b）认为，V除了与粘土矿物有关外，还与黄铁矿有联系。张军等（1999）认为，V与Ti，Ni和Fe一起联系在煤有机质中。Hess（1932）认为，V和U常一起共存于燃料沉积层中，并报道了以钒钾铀矿（K2O·2UO3·V2O5·3H2O）形式的存在。研究区煤中V的赋存主要与粘土矿物密切相关。

Zn Zn具有铜型离子结构特点，具有强烈的亲硫性。 许多资料显示，Zn主要以闪锌矿（ZnS）形式存在于煤中（Finkelman，1995；Swaine，1995）。但是，Otte（1953）认为，部分Zn以有机相存在。张军营（1999）认为，有机质及粘土矿物也可吸附Zn，特别是多水高岭石的吸附性最强。许琪等（1990）认为，在沼泽还原条件下，Zn可以硫化物形式与含有机质粘土矿物共同沉淀。赵峰华（1997）认为，煤中Zn主要与碳酸盐和铁锰氧化物态结合，碳酸盐中常伴生Fe和Mn，而Zn能与Fe，Mn呈类质同象替代，其次，Zn可进入煤有机大分子及粘土矿物。统计分析显示研究区煤中Zn主要与硫化物、碳酸盐及粘土矿物有关。

组成黄铁矿的主要元素是Fe和S，其中Fe与其呈类质同象的Co，Ni在元素周期表中同属第Ⅷ类，Cu亦能以类质同象形式置换黄铁矿中的Fe。Fe，Co，Ni，Cu电子构型分别是3d64s2，3d74s2，3d84s2和3d104s1，原子半径分别为1.241，1.253，1.246 和1.278，共价半径分别为1.17，1.16，1.15和1.17，离子半径分别为0.72，0.72，0.09和0.72。Se，Te，As属于亲铜元素，可与S呈类质同象存在于黄铁矿中。此外，Si，Al，Ca，Mg，Nb，Mn，Mo，Sr亦可能与煤中黄铁矿伴生。

研究中采用电子探针方法，定量分析了黄铁矿的主元素Fe和S及可以形成硫化物的Co，Ni，Cu，Pb，Cr，Mo，Ag，Sb，Se，As，Te，以及机械混入的Si，Al，Ca，Ti，Zr，Nb，Sr，Ba，Mn，Au等23个元素。将能参与黄铁矿晶格的所有元素定量结果换算成原子数，以阳离子总和为1，换算黄铁矿的分子式（表5-4）。

表5-4 不同类型黄铁矿的分子式

1）就黄铁矿形貌而言，硫铁原子比从大到小的顺序为晶形、集晶、结核和脉状、菊花状、基质状黄铁矿。晶形黄铁矿的S/Fe（原子比率）多大于2或近似于2。在矿床黄铁矿中，矽卡岩型黄铁矿在微观下多为立方体晶形，S/Fe（原子比率）近于2。热液型黄铁矿的S/Fe（原子比率）较低，为1.83，其Fe含量为48%，比标样的Fe含量高，这也是热液矿床黄铁矿的特点，可能为高温热液产物。

2）从分子式看出，南桐6号煤间接底板含铝土质粘土中黄铁矿Y10，Y5的阳离子仅有Fe，未检测出其他元素。As在煤的黄铁矿结核中最高（Y9，Y19）。Y7，Y4，Y22，Y32，Y9，Y25，Y23等样品中黄铁矿与多种微量元素共生，表明其物质来源较为复杂。黄铁矿的w（Co）/w（Ni）比是比较可靠的矿床成因地球化学标志，其Co/Ni比还可被用来研究成矿物质的来源。一般来说，沉积成因的黄铁矿及煤源黄铁矿的w（Co）/w（Ni）小于1，然而在能谱测试中并未显示出这一规律。Co含量在基质状黄铁矿Y12 及脉状黄铁矿Y8中较高，Se含量在热液黄铁矿Y30 及脉状黄铁矿Y23中较高，说明这些样品中黄铁矿具有近似的物源成因。

3）白铁矿及晶形好的黄铁矿中机械混入元素较少，而结核、脉状、基质状黄铁矿含有较多的Si，Al，Ca，Nb，Ti，Sr，Ba，Mn，Mo，Cr等。其中，脉状黄铁矿含有较多的Sr，Te，Ba，Ca，Nb和Si，结核、基质状黄铁矿含有较多的Si，Al，Mn和Mo。结核中常含Au，热液型、矽卡岩型及部分脉状黄铁矿中As含量较高。

4）相关分析表明，S/Fe原子比正比于（S+Fe）的总和，说明随黄铁矿含量的增加，容易形成晶形完好的黄铁矿，S/Fe原子比趋于2左右。然而，在含量低的Y19结核黄铁矿中存在S/Fe原子比为1左右的硫铁化合物，可能为四方硫铁矿Fe9S8和等轴硫铁矿（Fe3S4）。Se与（Fe+S）总量呈正比，这也是煤源黄铁矿的一大特点。Al与Si呈正比，反映煤源黄铁矿中常伴生粘土矿物。煤源黄铁矿不同于热液型黄铁矿，常有Ca，Si，As，Te等共生。

分析中子活化测试成果（表5-5），也得到如下认识：

1）不同的煤源黄铁矿，其元素的共生组合不同。例如，形成于残积平原相（南桐6号煤）的黄铁矿（Y4，Y5），其共生元素尤其是稀土元素∑REE及亲石元素的含量很低，而形成于澙湖潮坪（南桐4号，5号煤）的结核、脉状基质状黄铁矿却有大量元素共生，如Mn，Cr，亲铁元素（Mn，Co，Cr，Ni），V，Ba，Mg等。

2）在煤及顶底板岩石的煤源黄铁矿中，Fe含量具有从晶体、结核状、脉状黄铁矿、基质状向砂层状黄铁矿逐渐降低的趋势，而Co，Mn，∑REE及其他元素却随黄铁矿晶形变差而逐渐增高。晶形越差，亲石元素Ca，Mg，Na，Al的含量越高。在脉状黄铁矿中，Sb和Se的含量高，Mg含量低，具有低温热液成因的性质。Y23脉状黄铁矿更多地呈现出热液成因的特征，Y8可能更近于地下水成因。矿床黄铁矿与煤源黄铁矿的差别，在于前者中亲石元素Ca，Mg，Na，Al等的含量较低，稀土元素少，但更富As，Co，I，Sb等元素。

3）黄铁矿中As，Sb，Se，Co，Ni，Mo，Zr，Cu，Br等微量元素的含量高于其地壳丰度。砂层状黄铁矿（Y25，Y6）、聚晶透镜状（Y17）、栉壳状黄铁矿（Y7）富集稀土元素，尤其是Ce及其他轻稀土元素，说明细粒单晶黄铁矿集合体的形成与轻稀土元素有着密切的成因联系。形成于近碳酸盐潮坪环境的草莓状黄铁矿（Y20）中富集U，Mo，Cs，Cl，Br，Lu，Mn和Ca，反映出这些元素多为机械混入成因。卤族元素，尤其是Br，多出现于强还原环境及闭流体系中形成的黄铁矿，如南桐煤及顶板中黄铁矿（Y6，Y17，Y8，Y14，Y20）。脉状黄铁矿的（As+Sb+Se）值很高，接近于热液型黄铁矿及矽卡岩型黄铁矿，具有后生成因。

表5-5 黄铁矿部分元素的中子活化分析测试结果

4）黄铁矿中La，Sm，∑REE，Th，Cr，Sc互为显著相关，说明它们具有相同来源或成因相似。根据聚类分析，在置信度＞90%的水平可将元素划分为两个群：Ⅰ群包括La，Sm，∑REE（La+Ce+Nd+Sm+Eu+Tb+Yb+Lu），Cr，Sc，Th，Cu，∑1（Cu+As+Se+Sb+Zn），Sb，As，Co，Se和Al；Ⅱ群包括V，∑2（Co+Ni+Mn+Cr），Mn，Mg，Ca，∑3（Ca+Mg+Na+Al），Th/U，Fe，Ba和Na。显然，Ⅱ群多是与黄铁矿磁化率有关的元素，多与Fe有关，含量都很高；Ⅰ群中多为稀土元素、亲铜元素和亲硫元素。降低置信度水平，可将上述两群进一步区分为若干亚群：Ⅰ-1亚群包括La，Sm，REE，Cr，Sc和Th；Ⅰ-2亚群包括Cu，∑1和Sb；Ⅰ-3亚群包括As和Co；Ⅰ-4亚群为Se；Ⅰ-5亚群为Al；Ⅱ-1亚群包括V，Mn，Mg，Ca，∑2，∑3；Ⅱ-2亚群包括Fe；Ⅱ-3亚群为Th/V；Ⅱ-4亚群为Ba和Na。Ⅰ-1亚群显然与稀土元素具有相同成因，煤中稀土元素与火山作用或残积相中元素吸取作用有关。Ⅰ-1和Ⅰ-2亚群都说明黄铁矿中存在伴生矿物或有类质同象离子进入黄铁矿晶格。

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