电子探针分析技术（EPMA）是一种应用较早、并且至今都有其独特分析优势的一种综合型多元素分析技术。从其问世至今，已经被广泛的应用于材料学、地学等学科的研究中，用其研究并产生的新发现、新成果更是不计其数。本文主要介绍了近年来电子探针在地学中的应用与进展，包括在矿物鉴定、地质体测年、矿物结构构造分析等方面的应用，并由此而产生的新理论与新方法。
1 电子探针X射线显微分析简介
电子探针X射线显微分析（Electron Probe X-ray Microanalysis）简称电子探针，缩写EPMA。
它是一种微区成分分析仪器，利用聚焦成小于1um的高速电子束轰击样品表面，由X射线波谱仪或能谱仪检测从样品表面微区体积内产生的特征X射线的波长和强度，从而得到该体积约为1um3微区的定性或定量的化学成分。
2 在测定地质体年龄中的应用
天然形成的锆石、独居石、晶质铀矿等矿物中一般都含有一定量的天然放射性元素232Th、235U、238U，它们经过一系列的α，β衰变后最终形成Pb的稳定同位素。
电子探针Th-U-Pb微区测年以放射性核素的衰变理论为基础，在一定条件下通过电子探针测量矿物中的Th-U-Pb含量，并经过数据处理，最终计算出矿物和相关地质体的年龄。电子探针测年的独到优势就是它是一种真正的无损微区原位测年，由于其较高的空间分辨率，再加上良好的图像功能，可以在测年时避开裂隙和有包体的部位，找出无Pb丢失的均质区，从而提高测年精度。
3 在矿物鉴定中的应用
许多矿物的物理性质和光学性质非常相似，仅仅依靠肉眼观察和偏反光显微镜难以区分，然而电子探针可以在观察的同时准确地测定出微米级颗粒的化学成分以及对颗粒晶体结构进行判别，并计算出矿物的化学式。所以电子探针分析大量地应用于常见矿物的鉴定，也用来区分许多难以分辨的矿物。
此外，鉴于电子探针对矿物鉴定的的独特优势，其在新矿物的发现与研究中也得到了广泛的应用。
4 在系列矿物研究中的应用
组成矿物的一些元素之间，由于化学性质、原子半径、键性等相似性，常可以互相取代，形成类质同象等成分复杂的系列矿物。系列矿物中某种或某几种化学成分的变化不一定会引起矿物光性变化，因此用传统的分析鉴定方法研究就比较困难。
电子探针在分析不同颗粒的化学成分时，也可以检测同一颗粒内不同部位的化学成分差异，因此其在系列矿物研究中有独特的优势。
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5 在固溶体分离矿物研究中的应用
固溶体分离作用所形成的各种矿物相常以微晶形式相互穿插交错，无法进行挑选和分离。利用电子探针的二次电子图像（SEI）或背散射（BEI）或特征X射线图像可以将不同的固溶体分离矿物清楚的区分开，然后通过电子探针定点定量分析即可获得空间分辨率约1um3的各种矿物相。
6 在矿物环带结构研究中的应用
矿物环带结构的研究在地球化学、成因矿物学和工艺矿物学研究中有重要意义。而电子探针即可以任意选取不同环带或某一环带中的不同部位测定其化学成分，而且探针扫描图像可以直观的展示环带的形貌和成分特征。
电子探针在对矿物环带的无损微区测年中，可以对矿物核部和边部分别进行测试，并使晶体岩相位置与年龄相对应，以获取地质热事件的准确无误顺序，从而对矿物的成因作出较为准确的分析。
7 在结构构造分析中的应用
电子探针微区分析的一个重要特点就是它能将微区化学成分与显微结构对应起来。
其为碳酸盐岩微区成分分析提供了精准位置，定位于BSEI显微结构的相应成分分析，还可以提供沉积岩成岩演化信息，高位BSEI下显示出的微观孔隙特征对于低孔低渗储层的研究也有重要意义。
范国传等（1990）利用电子探针技术研究了构造变形与变质作用之间的关系。由于韧性剪切作用使矿物组合发生变质作用，在这种韧性剪切变形条件下，矿物的成分也会发生改变。并分别观察随着韧性剪切作用强度的不断增加，从早期麻粒岩相退化到晚期麻粒岩相的变质作用过程中矿物成分的变化。
通过电子探针分析，使我们了解了韧性剪切作用与矿物成分变化规律之间的关系，对地质构造作用及变形与变质作用关系的解释提供必要的依据。
8 在元素赋存状态研究中的应用
电子探针分析对微量微粒矿物的鉴定加深了矿床综合评价和综合利用工作。利用电子探针查清矿石中矿物种类，共生关系等是元素赋存状态研究的基础。对于次显微级包体矿物的鉴别也只有电子探针分析才最为有效。
自然金（Au）往往赋存于黄铁矿颗粒中，由于二者所发射的背散射电子信号量相差很大，在BSEI上对比度较好，因此当二者紧挨或呈包裹状态存在时，完全可以通过电子探针将它们区分开。
除上述应用之外，电子探针还有许多其他的应用，如进行沉积岩及水系沉积物的岩源、宝石矿物、药用矿物、宇宙矿物及矿产的综合开发与利用等方面的研究。在矿物学方面还可以深入进行矿物固态包裹体、矿物蚀变交代等的研究，对某些元素还可进行价态的探索。随着科技的不断发展，电子探针与其他技术相结合在地学领域中的应用将越来越广泛。
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论文作者:高云峰1 2,韩珂1 2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
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