電子探針技術(shù)在巖石學(xué)中的應(yīng)用——以沙峪口巖體為例

張茜　李壯　秦明碩

摘 要：以沙峪口巖體的花崗閃長巖樣品單礦物地球化學(xué)數(shù)據(jù)為例，揭示了電子探針在巖石學(xué)研究方面的應(yīng)用，包括礦物種類鑒定、礦物環(huán)帶結(jié)構(gòu)研究、厘定巖漿過程等。電子探針數(shù)據(jù)顯示：磷灰石的MgO含量由核到邊先減小后增加隨后又減小，呈震蕩變化規(guī)律；黑云母的 MgO 含量為9.07%～9.33%，F(xiàn)eO含量為21.56%～22.06%，Na2O 含量為 0.1%～0.18%，全堿（Na2O+K2O）含量為7.57%～9.48%，F(xiàn)e 2+ /（Fe 2++Mg）的比值為0.75，應(yīng)歸類為鐵質(zhì)黑云母；斜長石的 An含量變化為13.78%～28.39%，變化范圍較小，與典型巖漿混合過程中結(jié)晶的斜長石特征不一致。磷灰石的元素含量變化和礦物學(xué)特征指示其形成于巖漿演化過程早期；黑云母屬于再平衡原生黑云母，且具有殼?；旌显磪^(qū)屬性，指示其形成于巖漿混合作用過程中，與沙峪口花崗閃長巖體中暗色微粒包體和中基性同深成巖墻廣泛出露的現(xiàn)象相符合；斜長石由核到邊的An含量整體較為均一，指示巖漿演化晚期的均一化過程。

關(guān)鍵詞：電子探針組成；電子探針原理；沙峪口巖體；礦物地球化學(xué)；巖漿混合

Electron probe X-ray in petrological analysis：a case study of Shayukou Village

ZHANG Xi， LI Zhuang， QIN Mingshuo

（College of Geosciences， China University of Petroleum， Beijing 102200， China）

Abstract： With the help of the geochemical data of single mineral from the Shayukou granodiorite samples， we revealed the usage of the electron microprobe in geological research， including mineral identification， mineral zonal structure analysis and major element determination used in the magma processes. The electron probe data showed that the MgO content of apatite first decreased in the core， then increased in the mantle and finally decreased in the edge， showing an oscillation variation pattern. The biotite has a MgO content of 9.07%～9.33%， FeO of 21.56%～22.06%， Na2O of 0.1%～0.18%， total alkali （Na2O + K2O） of 7.57%～9.48%， and Fe2+/（Fe2+ + Mg） of 0.75， belonging to the iron biotite. The An content in plagioclase is 13.78%～28.39%， which is relatively uniform overall and inconsistent with the characteristics of plagioclase formed by the typical magma mixing process. The element content and mineralogy characteristics of apatite indicate that it was formed in the early stage of magmatic evolution. Biotite belongs to the re-balanced primary biotite and has the attribute of crust-mantle mixing source area， indicating a production of magma mixing process， which is consistent with the common exposure of mafic microgranular enlaves and neutral to basic syn-plutonic dyke in Shayukou granodiorite. The An contents in the Plagioclase are relatively uniform， indicating the homogenization process in the late stage of magma evolution.

Keywords： electron probe composition; theory of electron probe; Shayukou Intrusion; mineral geochemistry; magma mixing

花崗巖是地殼大陸的主體，其成因研究對揭示地殼的形成和演化具有重要意義?；◢弾r的造巖礦物（如斜長石、黑云母等）的化學(xué)成分特征可以有效地用來追蹤殼幔巖漿混合的過程，進一步反映巖漿形成過程的物理化學(xué)性質(zhì)及巖漿演化特征（Kuscu，2001；徐夕生等，2010）。巖漿中礦物顆粒形成多種不同的結(jié)構(gòu)，其中又尤以斜長石成分與結(jié)構(gòu)的變化受到周圍巖漿影響最為明顯。黑云母是花崗巖分布最廣的鐵鎂質(zhì)礦物，其化學(xué)成分受到巖漿結(jié)晶時的物化條件，如溫度、壓力及氧逸度條件的限制，因此，黑云母可以記載巖漿演化及其來源等成巖信息。除了典型的造巖礦物黑云母，這種常見的副礦物磷灰石，作為早期結(jié)晶相，其結(jié)構(gòu)、元素等特征也可指示巖漿巖源區(qū)、演化和熱液作用等過程。華北克拉通發(fā)育的大規(guī)模中生代花崗巖是研究巖漿演化的天然載體。近年來，如北京云蒙山和懷柔地區(qū)長園雜巖體的年代學(xué)研究表明（姬廣義等，2004），其形成年代大致處于燕山晚期，而長園雜巖體和圍巖的構(gòu)造變形特征又表明，中、晚侏羅世構(gòu)造應(yīng)力場的改變是影響該地區(qū)巖體結(jié)構(gòu)的重要因素。作為研究巖漿起源、成因及演化重要證據(jù)之一的暗色微細(xì)粒閃長質(zhì)包體在北京市懷柔區(qū)沙峪口一帶巖石中普遍出露，但并沒有引起足夠的重視。Chen等（2009）通過研究中國華北克拉通太行中生代花崗巖中暗色微細(xì)粒閃長質(zhì)包體的成因提出了一個經(jīng)典模型，演化的玄武質(zhì)巖漿首先在深部與殼源花崗質(zhì)巖漿混合，然后混合巖漿在進入花崗質(zhì)巖漿房時分裂成離散的球狀體，通過對流運動或在花崗質(zhì)巖漿中強制注入形成了暗色微細(xì)粒閃長質(zhì)包體。緊接著是在兩類巖漿接觸處發(fā)生了斜長石晶體的雙重機械轉(zhuǎn)移，以及流動元素從花崗質(zhì)巖漿向形成包體的巖漿處擴散，揭示出了兩種巖漿在混合時的演化過程。那么京西懷柔沙峪口地區(qū)花崗巖是否也經(jīng)歷了同樣的巖漿混合過程，其詳細(xì)的巖漿演化又是如何呢？本研究試圖從礦物化學(xué)角度對以上科學(xué)問題進行探討。

電子探針作為現(xiàn)代分析測試技術(shù)之一，在巖石學(xué)方面對巖漿演化具有重要意義（李祥等，2016；林霖，2019；李小犁，2021；張迪，2019）。電子探針分析中礦物的微量元素含量都具有大型標(biāo)定意義，反映出重要的地質(zhì)成因環(huán)境，是物質(zhì)科學(xué)重要的研究分析對象，近年來電子探針能夠在極小微區(qū)條件下對微量元素進行分析，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢（李小犁，2021）。本文通過對電子探針技術(shù)的介紹以及對沙峪口花崗閃長巖巖體的宏觀、微觀特征和磷灰石、黑云母及斜長石地球化學(xué)數(shù)據(jù)的研究，揭示電子探針技術(shù)在巖石學(xué)方面的應(yīng)用，進而為沙峪口花崗閃長巖的成因提供了重要的巖石學(xué)證據(jù)。

1? 電子探針結(jié)構(gòu)組成

電子探針的全稱為電子探針X射線顯微分析儀，英文Electron Probe X-ray Micro-Analyzer，簡稱EPMA（Castaing，1956），是常見的一種分析化學(xué)的儀器。電子探針主要由電子光學(xué)系統(tǒng)、X射線譜儀（分光色散）系統(tǒng)和信息記錄顯示系統(tǒng)組成（龔玉爽等，2011）。電子探針系統(tǒng)中探針是指加速和聚焦的極窄的電子束。其工作原理為利用特定的電子束激發(fā)選定的試樣中某一微小區(qū)域，使其發(fā)射特征X射線。通過儀器測定該X射線的波長和強度，就能對該區(qū)域的元素做定性或定量分析（周劍雄，1988）。定性分析的元素范圍除了H、He、Li、Be等幾個較輕元素、U元素以后的元素，其余元素都能進行；定量分析的元素范圍一般為Na-U元素（朱和國等，2013）。本文所采集的樣品來自北京北部燕山地區(qū)懷柔沙峪口巖體的花崗閃長巖，對編號為SYK2-6的薄片進行了電子探針實驗研究。

1.1? 電子光學(xué)系統(tǒng)

電子光學(xué)系統(tǒng)由電子槍、小物鏡、消像散器、電磁透鏡、掃描線圈組成（周建雄，1988）（圖1）。其中，電子槍由陰極燈絲、柵極和陽極組成，產(chǎn)生電子束，激發(fā)穩(wěn)定X射線；物鏡和會聚透鏡組成電磁透鏡，其可以用于會聚電子束；利用小物鏡可以在物鏡和試樣之間安置更多的信號探測器；消像散器可用于消除像散；雙偏線圈組成掃描線圈，可在試樣和顯像管上同步掃描電子束；電子探針鏡筒部分與掃描電鏡所不同的地方在于光學(xué)顯微鏡（李祥等，2016；朱和國等，2013）。電子探針分析過程中，光學(xué)系統(tǒng)會在樣品表面提供電子束，并且電子束有足夠高的能量、足夠大的光束、足夠小的光斑直徑，以此作為X射線的激發(fā)源。為了提高X射線信號強度，電子探針必須使用比掃描電子顯微鏡更高的入射電子束。電子探針常用的加速電壓為10～30 kV，常見的光束光斑直徑約為0.5 μm。在顯微鏡下可以觀察到受到電子束轟擊的位置通過樣品轉(zhuǎn)移到移動設(shè)備光學(xué)顯微鏡目鏡十字線交叉點，轟擊點位正好在分析X點上，也確保了分析點在X射線分光譜儀的正確位置。通常用于電子探針的光學(xué)顯微鏡多為同軸反射式物鏡，具有光學(xué)觀測和X射線分析同時進行的優(yōu)點，可放大100～500倍（朱和國等，2013；林霖等，2019；李小犁，2021）。

1.2? X射線譜儀（分光色散）系統(tǒng)

X光譜儀的工作特性決定了其靈敏度和分辨能力，其主要功能是測定X射線的波長和強度。X射線是一種具有波粒二象性的電磁波，其表征方法有2種。X射線是一種連續(xù)的電磁波，它的波長是固定的，不同元素對應(yīng)不同的特征X射線波長，如果不同波長的X射線入射到晶體上，就會產(chǎn)生衍射（鄭巧榮，1983）。根據(jù)Bragg公式2dsinθ=nλ可知，通過選用已知面間距d的合適晶體分光，求其波長λ，只要測出不同特征X射線所產(chǎn)生的衍射角θ即可。再根據(jù)Moseley公式：V 1/2=K（Z-σ）可得出所分析的元素（Z）種類，由波譜儀的探測器（正比計數(shù)管）測得特征X射線的強度（李香庭，1980；毛水和，1992）。

1.3? 信號記錄顯示系統(tǒng)

信號記錄系統(tǒng)由電磁透鏡系統(tǒng)、樣品臺驅(qū)動系統(tǒng)、X射線分光器運行系統(tǒng)、X射線檢測系統(tǒng)組成，用于各種信號的采集，各種定性和定量分析的物理校正，各種圖像處理，各種計算表面分析等。在大量的面分析數(shù)據(jù)中，需要用到大型的計算機。計算機技術(shù)的快速發(fā)展使得復(fù)雜的修正計算可以在一剎那完成。該系統(tǒng)能用彩色顯示器進行連續(xù)無人值守的自動檢測和分析（李祥等，2016）。

2? 電子探針分析方法

電子探針有3種基本工作方式，包括點分析、線分析和面分析。點分析用于選定點的全譜定性分析或定量分析，以及對其中所含元素進行定量分析；線分析用于顯示元素沿選定直線方向上的濃度變化；面分析用于觀察元素在選定微區(qū)內(nèi)濃度分布（鄭巧榮，1983；朱和國等，2013）。

1）點分析

首先使用定性分析的方法對待測試樣進行全譜分析，確認(rèn)能夠檢出的所有元素。其原理為構(gòu)成的元素（相應(yīng)的原子序數(shù)Z）與其所生成的特征X射線波長（λ）呈單值關(guān)系，即每一種元素都有相應(yīng)特定波長的特征X射線，并且不隨入射電子的能量而改變。如果用X射線的波譜儀測量電子激發(fā)試樣所產(chǎn)生的特征X射線波長的種類，即可確定試樣中所存在元素的種類。定性分析的基礎(chǔ)是Moseley關(guān)系式：V 1/2 = K（Z–σ） （λ=C/V），式中V為元素的特征X射線頻率，Z為原子序數(shù)，K與σ均為常數(shù)，C為光速。當(dāng)σ→1時，λ與Z的關(guān)系式可寫成：λ=（1.21×103）/（Z–1）2。定量分析為ZAF修正法，即對接收到的特征X射線信號強度必須進行原子序數(shù)修正（Z）、吸收修正（A）和熒光修正（F）（朱和國等，2013；郭國林等，2005；李德忍，1982）。

2）線分析

沿著選定的直線在樣品表面進行掃描，譜儀固定接收特定元素的特征X射線信號，該 X射線信號的強度在該線上的變化曲線能夠反映該測量元素的密度分布（王汝成等，2006；王軍鵬等，2020）。

3）面分析

通過對樣品表面選定的微區(qū)入射電子束進行光柵掃描，譜儀可以固定接收某一元素的特征X射線信號，并以此調(diào)制熒光屏的亮度，從而獲得樣品微區(qū)內(nèi)被測元素的分布情況。

3? 電子探針原理

電子探針原理（圖2）是利用一束可聚焦到無窮細(xì)小的高能量加速電子（10～30 kV），來對試樣微區(qū)進行轟擊從而激發(fā)出不同的X射線能量（光子），經(jīng)過探測系統(tǒng)的捕捉以及后期計算機軟件分析處理，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的元素類型和含量信息（張文蘭等，2003；張迪等，2019；李小犁等，2017）。同時，電子的轟擊還會產(chǎn)生其他能量（背散射電子、二次電子、透射電子、吸收電子、陰極發(fā)光等），可以提供相應(yīng)的電子圖像信息。該設(shè)備最大的優(yōu)點在于能夠?qū)悠返哪硞€微小區(qū)域進行定性和定量分析，而不造成明顯的物理化學(xué)損壞。電子探針分析可以在非常高的空間分辨率（二次電子圖像，10 nm）條件下，獲取微區(qū)的形貌和成分圖像信息，并且不破壞樣品的原結(jié)構(gòu)，其所能完成的分析測試工作是其他分析化學(xué)儀器不可替代的。電子探針是現(xiàn)代科技發(fā)展的重要技術(shù)支撐，在物理、化學(xué)、化工、地質(zhì)、冶金、機械、環(huán)境以及微電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用（姚立，2008；張迪等，2019；陳靈泉等，2020）。

盡管電子探針功能強大，但是電子探針技術(shù)也面臨諸多挑戰(zhàn)，如理論上可分析的元素種類非常多，但并不是每種元素都得以高質(zhì)量、高精準(zhǔn)的測試（陳意等，2020）。分析測試過程中，雖然無法對所有的微量元素定量分析，但是可以盡量減少待測元素的種類以獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，是目前比較穩(wěn)妥和合理的電子探針分析方案（李小犁等，2017）。相比LA-ICP-MS方法，電子探針測試某些微量元素含量中具有顯著技術(shù)優(yōu)勢，如李小犁（2023）利用電子探針分析鋯石的微量元素時發(fā)現(xiàn)，其Hf和Ti測試結(jié)果更精準(zhǔn)，這在研究元素行為特征中具有重要意義。

最后，在電子探針定量分析中，測試分析的樣品數(shù)量對于地質(zhì)樣品分析尤其重要，因為大多數(shù)的地質(zhì)樣品都存在局部/微區(qū)范圍的成分不均勻，導(dǎo)致每次分析結(jié)果都會有一定的波動，特別是對微量元素的分析，將影響到礦物中微量元素平均含量的評估（徐萃章，1990）。為解決這個問題，可采用迭代計算方法，避免因單個測試所得一個極大或極小值最后影響到平均含量的正確考量，同時避免了海量數(shù)據(jù)測試的浪費和非必要性（張迪，2019；李小犁，2021）。

4? 電子探針的應(yīng)用——礦物環(huán)帶結(jié)構(gòu)研究

4.1? 沙峪口區(qū)域地質(zhì)概況

北京懷柔沙峪口地區(qū)屬華北地層分區(qū)，為云蒙山巖體的一部分（郁建華等，1994；Zhu et al.，2015）。云蒙山地區(qū)巖性主體為早白堊世花崗閃長巖基，并為多期花崗質(zhì)巖脈所穿切，圍巖由太古宙基底片麻巖、中晚元古代及古生代的碳酸鹽巖和碎屑巖、侏羅紀(jì)的火山巖和火山碎屑巖、稍早侵位于中元古代變質(zhì)沉積巖組成（Zhu et al.，2015；陳靈泉等，2020）（圖3）。四合堂巖群以各種黑云、角閃、輝石斜長片麻巖和各種變粒巖為主；密云巖群下部為黑云角閃二輝斜長片麻巖和二輝麻粒巖，中部為黑云斜長片麻巖、變粒巖和石榴角閃二輝麻粒巖，上部為榴輝黑云變粒巖和石榴斜長輝石（角閃）巖。云蒙山地區(qū)寒武系以淺水陸表沉積的碳酸鹽巖為主，夾部分陸源碎屑巖。侏羅系廣泛出露于云蒙山的北緣和零星出露于南東方向，以蓋層的方式覆蓋在云蒙山以北的中元古界之上（Zhu et al.，2015；Davis et al.，1996）。Davis等（1996）基于云蒙山地區(qū)北緣發(fā)育一套北傾的巖層和構(gòu)造判斷出此處變質(zhì)的長城系和薊縣系倒轉(zhuǎn)，而以北10 km處長城系與薊縣系層序正常，與太古宙基底呈不整合接觸，且變形變質(zhì)的強度很低，為四合堂推覆體。云蒙山巖體北緣及其北太古宙基底與中元古代蓋層中發(fā)育一條3～8 km 寬的韌性剪切帶，稱為四合堂韌性剪切帶。

巖漿活動的高峰時期出現(xiàn)在晚三疊紀(jì)、晚侏羅紀(jì)和早白堊紀(jì)，晚侏羅紀(jì)更為常見，巖體形成年齡為141～159 Ma（Davis et al.，1998），長約20 km，寬約12 km，面積約240 km2，呈北東-南西展布的不規(guī)則穹隆形態(tài)，稱為云蒙山巖基。巖漿巖主要類型為花崗閃長巖，礦物組成為斜長石、鉀長石、石英、黑云母和角閃石，副礦物為石榴子石和榍石等（Zhu et al.，2015）。本文所采集的花崗閃長巖來自沙峪口巖體，沙峪口巖體位于云蒙山西南部，屬于云蒙山巖體的一部分，對具有指示巖漿演化特征的重要礦物——黑云母、磷灰石、斜長石進行了電子探針數(shù)據(jù)分析處理。電子探針分析測試在南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司電子探針與電鏡實驗室日本島津公司EMPA-1600型電子探針儀上完成。工作電壓為15 kV，加速電流為20 nA，束斑直徑為2～5 μｍ，以天然樣品和人工合成氧化物為標(biāo)準(zhǔn)樣品，分析精確度優(yōu)于2%。

在本研究區(qū)中普遍見暗色微粒包體和中基性巖墻，宏觀上可以看到，沙峪口花崗閃長巖巖體中暗色微粒包體形態(tài)多呈渾圓的外形（圖4-a），顯示出明顯的塑性流變特點，具有明顯的巖漿混合成因的包體特征；巖體的中—基性巖脈與花崗閃長巖的界面或呈小波浪狀或呈彎曲狀（圖4-b），并見寄主巖長石斑晶，表現(xiàn)出殼幔混合作用形成的同深成巖墻群特征。

4.2? 磷灰石——早期結(jié)晶

磷灰石是巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖中一種常見的副礦物，并且因其含有較多對物理化學(xué)條件極為敏感的元素且形成后化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠很好地記錄保存原始的巖漿信息（徐夕生等，2010；梁賢等，2020）。磷灰石的形態(tài)特征能指示不同的成因，巖漿早期結(jié)晶的磷灰石無色透明，細(xì)小六方柱，糙面明顯無裂紋（劉羽，1992；仲亞雄，1980），總體來看研究區(qū)花崗閃長巖中含有的磷灰石大多為巖漿早期結(jié)晶。而磷灰石中的MgO含量也是一個潛在的關(guān)鍵成分，在巖漿演化中具有重要作用，前人研究表明在巖漿結(jié)晶過程中磷灰石中的MgO含量會逐漸降低（翟淳，1987；徐夕生等，2010；Zhan et al.，2022；桑隆康等，2022；梁賢等，2020；劉羽，1992；仲亞雄，1980），沙峪口花崗閃長巖中磷灰石的MgO含量呈現(xiàn)先減小后增加隨后又減小（圖5），可排除磷灰石在巖漿演化中期形成，可能形成于巖漿演化早期或晚期結(jié)晶。顯微鏡下磷灰石特征呈自形，黑云母和斜長石呈半自形，證實磷灰石先于黑云母和斜長石結(jié)晶，因此可確定磷灰石形成于巖漿早期結(jié)晶。

4.3? 黑云母——巖漿混合作用

黑云母的化學(xué)組分主要受物質(zhì)來源的影響，因此分析其化學(xué)組分可以指示其寄主巖石的源區(qū)性質(zhì)及成巖環(huán)境等特征（Burkhard，1991；René et al.，2008；Stone，2000）。后期結(jié)晶的黑云母有相對富鎂、鋁、貧鈦的特點（周作俠，1988）。黑云母組分的特點也能反映出巖漿的溫度、壓力、氧逸度等物理和化學(xué)條件。根據(jù)高溫高壓試驗，黑云母中Ti元素含量明顯受巖漿結(jié)晶時的溫度的影響，可作為估計巖漿結(jié)晶溫度的地質(zhì)溫度計（Stone，2002）。通過電子探針實驗數(shù)據(jù)分析（圖6、表1），可以得到黑云母中元素的含量：SiO2含量為36.28%～37.91%，MgO含量為9.07%～9.33%，F(xiàn)eO含量為21.56%～ 22.06%，Al2O3含量為14.5%～14.82%，Na2O含量為0.1%～0.18%，K2O含量為7.39%～9.35%，TiO2含量為1.65%～2.05%，全堿（Na2O+K2O）含量為7.57%～9.48%，由此看出，花崗閃長巖中黑云母呈高Si，富Mg、Fe、Al、Na2O+K2O，低Ti的特征。前人研究表明，F(xiàn)e2+/（Fe2++Mg）的比值是氧化態(tài)巖漿的重要標(biāo)志，若比值較為均一，則表明巖漿未經(jīng)過后期流體的改造。實驗數(shù)據(jù)顯示，黑云母的Fe2+/（Fe2++Mg）的均值為0.75，根據(jù)Ieder（1988）提出的黑云母命名方法并結(jié)合Foster（1960）的Mg-AlⅥ+Fe3++Ti-Fe2++Mn云母分類圖解（圖7-a），可分為金云母、鎂質(zhì)黑云母、鐵質(zhì)黑云母、鐵葉云母、鐵白云母、白云母，黑云母分析點落入鐵質(zhì)黑云母，較為均一，表明黑云母沒有遭受后期的流體改造。在成因分類圖（圖7-b）中，落入了再平衡原生區(qū)域，說明其形成于較低的氧逸度條件（Kanisawa，1983）。將黑云母電子探針數(shù)據(jù)投到MgO-FeOT/（FeOT+MgO）圖解上，顯示數(shù)據(jù)點落入殼?；煸磪^(qū)范圍內(nèi)（圖7-c），揭示沙峪口花崗閃長巖起源非單一源區(qū)（殼源區(qū)或幔源區(qū)）而是來源于殼幔混源區(qū)。

4.4? 斜長石——均一化階段

巖漿在混合過程中，不同熔體間發(fā)生物理和化學(xué)相互作用，存在不平衡的結(jié)晶條件，影響礦物晶體成核、生長以及形成一些不平衡的復(fù)雜礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)或環(huán)帶結(jié)構(gòu)（陽杰華等，2017；劉行等，2020）。本次研究選取沙峪口花崗閃長巖中的具有典型環(huán)帶結(jié)構(gòu)的斜長石進行電子探針實驗分析（圖8、表2）。

據(jù)斜長石中Ab、An含量不同，斜長石可劃分為鈉長石（Ab=90%～100%，An=0～10%）、奧長石（Ab=70%～90%，An=10%～30%）、中長石（Ab=50%～70%，An=30%～50%）、拉長石（Ab=30%～50%，An=50%～70%）、培長石（Ab=10%～30%，An=70%～90%）和鈣長石（Ab=0～10%，An=90%～100%）（Crawford et al.， 1987）。沙峪口花崗閃長巖斜長石的An含量在13.78%～28.39%變化，Ab含量為69.17%～78.90%，整體呈酸性。沙峪口花崗閃長巖中斜長石的An含量呈核部較低（An=20%～23%），幔部達(dá)到最大（28.39%），邊部（點位）逐漸降低，但整體變化不大，呈震蕩變化特征，CaO、Al2O3、Na2O含量由核部至邊部也呈震蕩變化特征（圖9），判斷為震蕩韻律環(huán)帶，與黑云母指示的殼?；煸磪^(qū)的特征一致。斜長石核部至邊部An含量值較為均一，說明從酸性殼源巖漿結(jié)晶出來的斜長石與基性巖漿發(fā)生混合，指示基性巖漿和長英質(zhì)巖漿混合均一化的晚期（圖9-c）。

5? 結(jié)論

電子探針技術(shù)在巖石學(xué)中的礦物種類識別、巖漿成因分析的重要技術(shù)手段。沙峪口巖體花崗閃長巖中磷灰石自形程度較好，優(yōu)于黑云母和斜長石，磷灰石的MgO含量從0.04%先減小到0，再增加到0.03%，隨后又減小到0.02%，呈震蕩變化，表明其為巖漿演化早期階段的產(chǎn)物；黑云母厘定為鐵質(zhì)黑云母，揭示了殼幔巖漿混合過程；斜長石主要為酸性斜長石，由核部至邊部An含量的變化范圍較小，記錄了殼幔巖漿均一化過程。結(jié)合野外地質(zhì)特征，電子探針數(shù)據(jù)分析結(jié)果為沙峪口花崗閃長巖的巖漿演化過程提供了重要的巖石學(xué)制約。

參考文獻(xiàn)

陳靈泉，成宏濤，張娟，2020.石油類高校大型儀器設(shè)備開放共享的探索與思考［J］.實驗室研究與探索，39（3）：250-252.

陳意，胡兆初，賈麗輝，李金華，李秋立，李曉光，李展平，龍濤，唐旭，王建，夏小平，楊蔚，原江燕，張迪，李獻(xiàn)華，2020.微束分析測試技術(shù)十年（2011～2020）進展與展望［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報，40（1）：1-35.

龔玉爽，胡斌，付山嶺，柳智，2011.電子探針分析技術(shù)（EPMA）在地學(xué)中的應(yīng)用綜述［J］.化學(xué)工程與裝備（6）：166-168.

郭國林，潘家永，劉成東，郭福生，2005.電子探針化學(xué)測年技術(shù)及其在地學(xué)中的應(yīng)用［J］.東華理工學(xué)院學(xué)報（1）：39-42.

姬廣義，汪洋，孫永華，2004.北京云蒙山巖漿雜巖體的巖石學(xué)和構(gòu)造變形特征［J］.北京地質(zhì)（3）：1-11.

李德忍，1982.電子探針在新礦物分析中的作用及幾個重要的技術(shù)問題［J］.地質(zhì)地球化學(xué)（7）：53-55.

李祥，趙世杰，2016.開放大型精密儀器提升大學(xué)生科技創(chuàng)新能力［J］.實驗室科學(xué)，19（3）：201-204.

李小犁，2021.電子探針微量元素分析的一些思考［J］.高校地質(zhì)學(xué)報，27（3）：306-316.

李小犁，2023.電子探針分析鋯石 Hf 和 Ti 含量的結(jié)果意義與技術(shù)優(yōu)勢［J］.巖礦測試，42（1）：89-101.

李小犁，張立飛，魏春景，張貴賓，2017.俄羅斯白海地區(qū)太古代榴輝巖的金紅石Zr溫度計應(yīng)用及其地質(zhì)意義［J］.巖石學(xué)報，33（10）：3263-3277.

李香庭，1980.電子探針顯微分析［J］.硅酸鹽（4）：61-71.

梁賢，張聚全，盧靜，張慶枝，吳偉哲，李清，白富生，金雅楠，范琳琳，2020.邯邢地區(qū)中生代侵入巖中磷灰石的成因礦物學(xué)研究［J］.地質(zhì)與勘探，56（5）：969-984.

林霖，來志慶，韓宗珠，劉明，部雪嬌，張愛濱，2019.現(xiàn)代分析測試技術(shù)課程建設(shè)研究［J］.實驗室科學(xué)，22（3）：119-121.

劉行，鄒灝，李陽，李欣宇，蔣修末，張強，李蝶，2020.川西新元古代燈桿坪花崗巖成因與巖漿演化：來自斜長石和黑云母礦物學(xué)依據(jù)［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，34（5）：1043-1057.

劉羽，1992．幾種成因類型磷灰石的礦物學(xué)研究［J］．武漢化工學(xué)院學(xué)報（2） ：16-21．

毛水和，1992.電子探針分析技術(shù)的新進展及其應(yīng)用［J］.巖礦測試，11（Z1）：101-108.

桑隆康，馬昌前，2002.巖石學(xué)［M］.2版.北京：地質(zhì)出版社.

王軍鵬，李福鵬，2020.地質(zhì)學(xué)教學(xué)中普及大型儀器相關(guān)知識的探索和思考：以電子探針顯微分析技術(shù)為例［J］.中國地質(zhì)教育，29（4）：107-110.

王汝成，王碩，邱檢生，倪培，2006.東海超高壓榴輝巖中綠簾石、褐簾石、磷灰石和鋯石集合體的電子探針成分和化學(xué)定年研究［J］.巖石學(xué)報（7）：1855-1866.

徐萃章，1990.電子探針分析原理［M］.北京：科學(xué)出版社.

徐夕生，邱儉生，2010.火成巖巖石學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社.

陽杰華，劉亮，劉佳，2017.華南中生代大花崗巖省成巖成礦作用研究進展與展望［J］.礦物學(xué)報，37（6）：791-800.

姚立，2008.低含量、微量元素的電子探針分析方法研究與應(yīng)用［D］.長春：吉林大學(xué).

郁建華，付會芹，張鳳蘭，1994.北京地區(qū)巖漿深成作用［M］.北京：地質(zhì)出版社.

翟淳，1987.巖石學(xué)簡明教程［M］．北京：地質(zhì)出版社.

張文蘭，王汝成，華仁民，陳小明，2003.副礦物的電子探針化學(xué)定年方法原理及應(yīng)用［J］.地質(zhì)評論（3）：253-260.

張迪，陳意，毛騫，蘇斌，賈麗輝，郭順，2019.電子探針分析技術(shù)進展及面臨的挑戰(zhàn)［J］.巖石學(xué)報，35（1）：261-274.

鄭巧榮，1983.由電子探針分析值計算Fe3+和Fe2+ ［J］.礦物學(xué)報（1）：55-62.

仲亞雄，1980.萊蕪燕山期雜巖體副礦物特征及其成巖成礦分析［J］.地質(zhì)與勘探（5） ：31-36．

周劍雄等，1988.電子探針分析［M］.北京：地質(zhì)出版社.

周作俠，1988．侵入巖的鎂鐵云母化學(xué)成分特征及其地質(zhì)意義［J］．巖石學(xué)報（3） ：63- 73．

朱和國，王新龍，2013.材料科學(xué)研究與測試方法［M］.2版.南京：東南大學(xué)出版社.

BURKHARD D J M，1991.Temperature and redox path of biotite-bearing intrusive：a method of estimation applied to S-type and I-type granites from Australia ［J］.Earth and Planetary Science Letters，104（1）：89-98.

CASTAING R，1956. Proceedings of the international conference on electron microscopy ［M］.London：Royal Microscopical Society.

CHEN B，CHEN Z，JAHN B，2009.Origin of mafic enclaves from the Taihang Mesozoic orogen，north China craton ［J］.Lithos，110（1-4）：343-358.

CRAWFORD A J，F(xiàn)ALLOON T J ，EGGINS S，1987.The origin of island arcs high-alumina basalts［J］.Contributions to Mineralogy and Petrology，97（3）：417-430.

DAVID R W，HANS P E，1965.Stability of biotite：experiment，theory and application ［J］.The American Mineralogist，50（9）：1228-1272.

DAVIS G A，QIAN X，ZHENG Y，TONG H，WANG C，GEHRELS G E，SHAFIQUALLAH M，F(xiàn)RYXELL L E，1996.Mesozoic deformation and plutonism in the Yunmeng Shan：a metamorphic core complex north of Beijing，China ［C］//The Tectonics Evolution Asia.Cambridge：Cambridge University Press，253-280.

DAVIS G A，WANG Cong，ZHENG Yadong，ZHANG Jinjiang ，ZHANG Changhou，GEHRELS G E，1998.The enigmatic Yinshan fold-and-thrust belt of northern China：new views on its intraplate contractional styles ［J］.Geology，26（1）：43-46.

FOSTER M D，1960.Interpretation of the composition of trioctahedral micas ［J］.US Geological Survey Professional Paper，354B：1-49.

KANISAWA S，1983.Chemical characteristics of biotite and hornblendes of Late Mesozoic to Early Tertiary granitic rocks in Japan ［M］.

RENE M，HOLTZ F，LUO C，BEERMANN O，STELLING J，2008.Biotite Stability in Peraluminous Granitic Melts：Compositional Dependence and Application to the Generation of Two-Mica Granites in the South Bohemian Batholith （Bohemian Massif，Czech Republic） ［J］.Lithos，102（3-4）：538-553.

STONE D，2000.Temperature and pressure variations in suites of archean felsic plutonic rocks，berens river area，northwest superior province，Ontario，Canada ［J］.The Canadian Mineralogist，38（2）：455-470.

TSUCHIYANA A，1985.Dissolution kinetics of plagioclase in the melt of the system diopside-albite-anorthite，and origin of dusty plagioclase in andesites ［J］.Contribution to Mineralogy Petrology，89（1）：1-16.

ZHAN Qiongyao，ZHU Dicheng，WEINBERG R F，WANG Qing，XIE Jincheng，ZHANG Liangliang，ZHAO Dan，2022.Cumulate granites：A perspective from new apatite MgO partition coefficients ［J］.Geology，50（6）：681-685.

ZHU Guang，CHEN Yin，JIANG Dazhi，LIN Shaoze，2015.Rapid change from compression to extension in the North China Craton during the Early Cretaceous：Evidence from the Yunmengshan metamorphic core complex ［J］.Tectonophysics，656（6）：91-110.

收稿日期：2023-02-15；修回日期：2023-05-30

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（42002238，41804045）、中國石油大學(xué)（北京）科研基金項目（2462017YJRC032，2462021YXZZ04）、自然資源部東北亞礦產(chǎn)資源評價重點實驗室開放課題基金項目（DBY-KF-19-03）聯(lián)合資助

第一作者簡介：張茜（2002- ），女，碩士研究生，研究方向：巖石學(xué)與儲層地質(zhì)學(xué)。E-mail：19939785110@163.com

通信作者簡介：李壯（1989- ），男，副教授，博士生導(dǎo)師，主要從事巖石學(xué)和前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究工作。E-mail：lizhuangcc@pku.edu.cn

引用格式：張茜，李壯，秦明碩，2023.電子探針技術(shù)在巖石學(xué)中的應(yīng)用：以沙峪口巖體為例［J］.城市地質(zhì)，18（3）：100-111