电子探针Fe价态原位分析的原理和方法.pdfVIP

西北大学学报（自然科学版）

2025年6月，第55卷第3期，Jun.，2025，Vol.55，No.3

JournalofNorthwestUniversity(NaturalScienceEdition)

JNWU

·青年编委专刊（地球科学）·

电子探针Fe价态原位分析的原理和方法

张超，李晓彦

（西北大学地质学系/大陆演化与早期生命全国重点实验室，陕西西安710069）

摘要氧化还原状态不仅是评估星球宜居性的关键因素，也是地球内部圈层和表层环境

之间物质循环和耦合演化的重要驱动力。铁（Fe）是类地行星中含量最高的变价元素，因

此Fe价态（通常用Fe3+/ZFe或Fe3+/Fe2+表示）是反映体系氧逸度的关键参数。该文详

细探讨了电子探针在测定地质样品Fe价态的理论基础及其应用方法，分析了与之相关的

X射线的激发与吸收原理、自吸收效应以及配位场理论，阐释了Fe价态测定依赖的L线

系谱线特征。在此基础上，对比了峰肩法与峰位漂移法的优缺点，展示了不同样品在电子

轰击下的损伤情况。研究表明，电子探针直接测定Fe价态方法具有广泛的应用前景和明

显的技术优势，但仍需根据不同样品的特点优化测试条件和流程，以提高测试的准确性和

可靠性。该研究为进一步开发和推广Fe价态测定方法提供了理论支持和实践指导，具有

重要的地球科学研究意义。

关键词氧逸度;Fe价态；电子探针;峰位漂移法；峰肩法；自吸收效应

中图分类号：P575;P595D0I:10.16152/j.cnki.xdxbzr.2025-03-008

ReviewoftheprincipelandmethodforEPMAin-situ

analysisofFeoxidationstate

ZHANGChao,LIXiaoyan

(StateKeyLaboratoryofContinentalEvolutionandEarlyLife/DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xian710069,China)

AbstractTheredoxstateisnotonlyakeyfactorinassessingplanetaryhabitability,butalsoacrucialvaria-

bleconnectingEarthsinteriorspheresandsurfaceenvironmentviamassrecyclingandco-variation.Iron

(Fe),asthemostabundantmultivalentelementinterrestrialplanets,itsoxidationstate(expressedasFe3+/

ZFeorFe3+/Fe2+)beingthemostimportantparameterreflectingtheoxygenfugacityofthesystem.This

studythoroughlyinvestigatestheapplicationandtheoreticalfoundationofelectronprobemicroanalysis(EP-

MA)inthedeterminationofFeoxidationstatesingeologicalsamples.Wecomprehensivelyanalyzedtheprin-

ciplesofX-rayemissionandabsorption,self-absorptioneffect,andcrystalfieldtheory,providingadetailed

elucidationofthespectralcharacteristicsofFesL-serieslines.Ac