デュアルソースによる探査と採掘のアプリケーション:Au含有エピサーマルサンプル

μXRFとSEMの組み合わせにより、センチメートル(cm)からミリメートル(mm)からマイクロメートル(μm)以下の複数のスケールでサンプルを分析することができます。したがって、μXRFをSEMに追加することによって、デュアルソースシステムにアップグレードされます。これは、電子ビームと光子ビームの2つの励起源があることを意味します。いずれのソースも、個別にまたは同時に、同じEDS検出器を使用して測定されるサンプルX線を生成します。さらに、各分析手法の利点を利用することができます:(i)XRF源のバックグラウンドは非常に低いため、10ppmまでの元素濃度(元素およびマトリックスに依存)を観察することができ、情報の深さがはるかに大きくなります。つまり、サンプル表面の下にある構造や元素を見ることができます。例えば、非常に低濃度であっても、表面の下にある包含物を検出することができます。(ii)電子ビームを極めて小さい領域に集中し、非常に高分解能情報を生成することができる。

このような組み合わせにより、単一のシステム内に新しいワークフローを作成できるようになりました。 例えば、μXRFを使用して、大きな岩石サンプル(この場合はカランガハケエピサーマル鉱床からのAu含有サンプル)を素早くスキャンすることができます。これにより、Au含有粒子を含む対象領域の識別が可能になります(図1および2)。 その後、電子ビームを用いて、これらの「対象領域」をはるかに高い解像度で解析することが可能になります(図3)。 したがって、このデュアルビームシステムは、大きなスケール(cm~mm)で関連情報を同時に識別できるため、詳細な小さなスケール(mm~μm)での測定を効率的かつ正確に測定することが可能です。

図1:Auでオーバーレイされた全X線強度のSEM-XRFハイパーマップ。サンプルはニュージーランドのカランガハケ金鉱山のものです。 分析面積は約45×45mm²です。
図2:左側のAu-Lα線のSEM-XRF元素強度マップ。Au-Lα線とZn-Kβ線は重なり合っていますが、これらの重なり合うピークのデコンボリューションは右側のスペクトル画像に示すように正しく、これらの粒子が金であることを示すAu-Lβ線の存在が確認できます。中央のマップは45 x 45 mm²です。
図3:左側のAu-Lα線のSEM-XRF元素強度マップ。 選択した領域は、SEM-EDSによってマッピングされます。これにより解像度が向上し、金粒子と周囲の硫化物との関係が強調されます。例えば方鉛鉱(PbS)、閃亜鉛鉱(ZnS)、黄鉄鉱(FeS2)、黄銅鉱(CuFeS2)などです。左側のマップは45x45mm²です。