Micro-XRF

Der Lehrstuhl für Allgemeine und Historische Geologie am IGW betreibt seit Juni 2017 eine Kombination von mehreren Desktopgeräten zur mittel- und kleinmaßstäblichen Charakterisierung geologischer Materialien. Diese umfassen ein Bruker Tornado M4 µ-XRF zur Kartierung von Elementen (nicht Mineralen!), ein Keyence VHX-8000 digitales Mikroskop zur 2-D und 3-D optischen Fotografie, und ein Konica Minolta CM-700d Spektralfotometer zum Einsatz im Gelände.

Wir danken dem Thüringer Landesministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) für die Förderung dieses Vorhabens (CharAnGeoMat: Charakterisierung und Analyse Geologischer Materialien am Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena).

Das µ-XRF hat sich in der Abeitsgruppe und im Institut als leistungsfähiges Arbeitspferd zur schnellen Charakterisierung der räumlichen 2-D Verteilung von Elementen erwiesen. Die Methode beruht auf der engen Fokussierung eines Röntgenstrahls auf etwa 20 µ, kombiniert mit der schnellen spektroskopischen Analyse des rückgestreuten Signals (von einem oder mehreren Elementen) und dem Prinzip des Rasterings, d.h. der schnellen systematischen kartenmäßigen Erfassung von Punkten. Alle Daten sind digital. Das Gerät operiert im Punkt-, Linien- oder Flächenmodus.

Die Probe muss eben sein (gesägt ist ausreichend; Politur verbessert das Ergebnis nur unwesentlich), wird horizontal auf der Bühne gelagert, dicht unter den Röntgenkopf gefahren und durch computergesteuerte Bühnenbewegung unter dem ortsstabilen Röntgenkopf zunächst im Detail abfotografiert und dann mit dem gebündeltem Röntgenstrahl abgetastet. Der Computer speichert das "composite spectrum" jedes Pixels (ca. 20*20µ) und dekonvolviert es in unterschiedliche Intensitäten mehrerer Elemente. Diese werden auf Wunsch auch einzeln als Farbintensitäten widergegeben.

Wir benutzen das Gerät zur Element- und Mineralidentifikation und zur Muster- und Strukturerkennnung. Die besten Ergebnisse erreicht man i.d.R. mit mittel- bis grobkörnigen bzw. - kristallinem Material. Engeres Spacing der Punkte ist bis etwa 18 µ sinnvoll; darunter wird die Überlappung zu hoch. Mehrfache Überdeckung verbessert die quantitative Analyse, aber nicht die räumliche Auflösung.

Weitere Informationen finden Sie auf diesem Poster pdf, 2 mb · en