从
2015
年接触
EPMA
至今，作为一名从业近
10
年的探针检测人员，笔者每年都会遇到一些老师和同学咨询探针数据质量怎么判断，用什么
Excel
投图，测试方法如何撰写等问题。今天结合笔者的学习经验和近些年遇到的主要问题，简单为大家讲解一下上述问题。
国际顶级电子探针专家威斯康星大学麦迪逊分校地球科学系的
John Fournelle
教授在他的
Geoscience 777
系列讲座（图
1
）中对探针数据的精确度、准确度、误差进行了系统讲解。
Fournelle
认为对于主量元素而言，
Total
误差应控制在
1%-2%
。
图
1 Geoscience777-error
GB/T 15617-2002
（硅酸盐矿物的电子探针定量分析方法）和
GB/T 15616-2008
（金属及合金的电子探针定量分析方法）对测试误差进行了更为细致的规定，
Total
误差应控制在
±
2%
，原子比误差控制在
±
5%
，含量偏低的元素，允许的误差会大些
，如图
2
所示。
1.1
含超轻元素矿
物
Total
应低
于
100%
比如
锂辉石、绿柱石、电气石
等矿物，由于探针测不了
Li
，测
Be
和
B
不够成熟和普及，定量分析结果应低于
100%
，如图
3
所示。
1.2 含水矿物
Total
应低于100%
由于探针测不了
H
，因此
无法测矿物中的水含量
。常见含水矿物，如
云母、绿泥石、高岭石
等，定量分析结果应低于
100%
，如图
4
所示。
1.3 含
Fe
3+
矿物
Total
应低于
100%
由于探针不能准确测定各种矿物中不同价态的
Fe
，一般默认以
Fe
2+
的形式来表示全铁，这会导致
含大量
Fe
3+
的矿物定量分析结果偏低
。例如，
赤铁矿
Fe
2
O
3
（
FeO
1.5
），以
FeO
形式给出，由于少给了
0.5
个
O
，其
total
只有
90%
；
磁铁矿
Fe
3
O
4
（
Fe
O
4/3
），以
FeO
形式给出，由于少给了
1/3
个
O
，其
Total
只有
93%
。再比如
钙铁榴石
（
Ca
3
Fe
2
[SiO
4
]
3
），由于其中含有大量的
Fe
3+
，
Fe
2
O
3
以
FeO
形式，
Total
只有
98%
左右（图
4
）。因为探针只能将一种元素指定成一种价态，只要该矿物中的元素存在多种价态就会出现
Total
整体偏低或者偏高的情况，类似矿物还有
锰矿
，如
黑锰矿(
Mn
2+
Mn
3+
2
O
4
)、硬锰矿(
BaMn
2+
Mn
4+
8
O
16
(OH)
4
)、褐锰矿（
Mn
2+
Mn
3+
6
SiO
12
)、水锰矿(
Mn
3+
O(OH)
)
等。
对于含卤素矿物，大家在处理探针数据时常遇到数据加合＞
100%
，这是由于少扣除
O
的原因，具体原因如下文和表
1
所示：
矿物中含有
F
、
Cl
时，这些阴离子替代氧使矿物中总的氧原子数实际过剩偏高。因此，
扣除氯的计算公式为：
O=Cl
*
[16/(2
*
35.45)]=0.23
*
Cl
；
同理，
扣除氟的校正系数为：
O=F
*
[16/(2
*
19)]=0.42
*
F
。
对于名义无水矿物，即便
Total
在
100%
附近也不能下结论数据质量好，要重点关心
测试结果计算出的
A
tom
。举几个常见的矿物为例，橄榄石（
(Mg, Fe)
2
[SiO
4
]
）以
O=24
进行计算，总阳离子数应为
18
，并且还应近似满足
Si+Al
≈
6
，
Fe+Mg
≈
12
（此处暂不考虑三价元素置换）；斜长石（
Na[AlSi
3
O
8
]+Ca[Al
2
Si
2
O
8
]
）以
O=24
进行计算，总阳离子数应为
15
，并且还应近似满足
Si+Al
≈
12
，
Na+K+Ca
≈
3
。对于一些特殊情况应单独考虑，例如月壤中的斜长石多为熔长石，由于长石的玻璃化，其
Atom
并不完全满足
Si+Al
≈
12
，
Na+K+Ca
≈
3
。
首先是
检出限
，只有含量＞
2
σ检出限，我们才能认为元素存在（样品中被检测元素存在的概率为
95%
）。
然后是数据的
精确度
，对于低含量探针数据，若
SD
（
%
）＞
50%
，笔者不推荐使用。应根据矿物的耐电子束轰击程度，适当的
增加检测电流和时间来降低
SD
。对于常规测试，
低含量元素（
0.1%
以上）
SD<20%
笔者认为最佳
。
最后是
准确度
，谈准确度必须得谈基体的概念，实验室内部一定是有同待测样品基体相同的监控物质才能谈准确度，否则就是耍流氓。对于一些成分复杂的天然矿物或不确定情况生成的材料样品，几乎没有太好的同基体监控物质，非要谈准确度的话，笔者的建议是
通过多种测试手段相互印证和多实验室测试相互比对来保证准确度
。
如下图所示，若有需要请大家扫码获取
Excel
。
图
7
电子探针数据测试方法及使用说明
南京宏创电子探针实验室拥有一支经验丰富、技术精湛的实验员团队。实验员团队已累计完成超过
2000
个测试
批次，上万件样品，
测试数据准确率达到
95%
以上，测试报告获得多位老师的认可。实验室配备完善的测试环境控制系统，确保测试过程稳定可靠，能够为客户提供高精度的测试数据。
南京宏创地质电子探针实验室欢迎您的交流与合作！
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供稿：
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编辑：吴悦
