Rasterelektronenmikroskop für die automatisierte Erfassung der Mineralogie (REM-MLA) / Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM)

Automatisiert erfasste Mineralogie (REM-MLA) eines Seltenerd-führenden Apatitgesteins Quelle: BGR

Für die hoch auflösende Untersuchung von geschliffenen und polierten, aber auch von rauen Probenoberflächen, z.B. für die automatisierte Erfassung der Mineralogie und Kornparameter von Erzen und Konzentraten sowie zur Untersuchung von Mikrogefügen von Erzproben und mineralischen Reststoffen, steht ein MLA 650F Quanta FEG ESEM (FEI Company) zur Verfügung.

MLA 650F Quanta FEG ESEM der Firma FEI Quelle: BGR

Dieses ESEM arbeitet in drei Druckbereichen:

1. Hochvakuum (ca. 1 x 10-6 mbar)
2. Niedrigvakuum (ca. 0.1 bis 1 mbar)
3. Geringes Vakuum (ca. 1 bis 20 mbar)

Das MLA 650F besteht aus folgenden Komponenten:

• Grundgerät mit Feldemissionskathode, großer Probenkammer und fünfachsigem Probentisch (x, y, z, Rotation und Kippung).
  Die Feldemissionskathode ermöglicht höchste Auflösung bei geringer Probenerwärmung und hoher Strahlleistung für die chemische Analyse.
  Ein Elektronenstrahl, dessen Durchmesser zwischen 1 und 6 Nanometer einstellbar ist, rastert den Bildausschnitt zeilenweise mit jeweils 1000 bis 3000 Bildpunkten je Zeile ab.
  Die beim Beschuss mit (Primär-)Elektronen vom Präparat gelösten (Primär- und Sekundär-)Elektronen werden von verschiedenen Detektoren erfasst und synchron auf einem Bildschirm in hoher Auflösung und mit großer Tiefenschärfe abgebildet. Vergrößerungen bis 250 000-fach sind möglich.
• Rückstreuelektronendetektoren (RE- oder BSE-Detektoren) zur Oberflächenabbildung mittels Material- und Topographiekontrastdarstellung, vorzugsweise an angeschliffenen Proben
• Sekundärelektronendetektoren (SE-Detektoren) zur Abbildung der Oberflächenmorphologie mittels Topographiekontrastdarstellung.
• Kathodolumineszenzdetektor für die Untersuchung von z.B. Karbonaten und Zonierungen in Kristallen.
• Zwei Silicon Drift Detektoren (XFlash Detector 5030) der Firma Bruker Nano zur qualitativen und halbquantitativen energiedispersiven Röntgenmikroanalyse (EDX-Elementanalyse) im Mikrobereich (Partikel > 5 µm). EDX-Kartierung (mapping) erlaubt die phasenspezifische Charakterisierung von Erz- und Reststoffmikrogefügen.
• Die Spezialsoftware MLA (Mineral Liberation Analysis) ermöglicht eine voll quantitative automatische Auswertung von Rückstreuelektronenbildern in Verbindung mit EDX-Spektren an Konzentraten, polierten Schliffen o.ä.

Literatur:

• Melcher, F., Graupner, T., Gäbler, H.-E., Sitnikova, M., Henjes-kunst, F., Oberthür, T., Gerdes, A., Dewaele, S., 2015. Tantalum–(niobium–tin) mineralisation in African pegmatites and rare metal granites: Constraints from Ta–Nb oxide mineralogy, geochemistry and U–Pb geochronology, Ore Geology Reviews, 64, 667-719.
• Graupner, T., Mühlbach, C., Schwarz-Schampera, U., Henjes-Kunst, F., Melcher, F., Terblanche, H., 2015. Mineralogy of high-field-strength elements (Y, Nb, REE) in the world-class Vergenoeg fluorite deposit, South Africa, Ore Geology Reviews, 64, 583-601.
• Graupner, T., Henjes-Kunst, F., Klemd, R., Gerdes, A., Dohrmann, R., Kaufhold, S., 2016. Rare earth potential of apatite in the Schiel complex, South Africa, EMC 2016 - Minerals, rocks and fluids: alphabet and words of planet earth, Rimini, Italy, p. 610.