59 扫描隧道显微镜对黄铁矿表面微形貌的研究及成矿动力学意义.pdf

第 44 卷 　第 11 期 科 学 通 报 1999年 6 月 简报 扫描隧道显微镜对黄铁矿表面微形貌的研究 及成矿动力学意义 ①② ② ② ② ③ 叶 荣 　赵伦山 　马吉吉生 　沈镛立 　赵小平 ( ) ①中国科学院地球化学研究所 ,贵阳550002; ②中国地质大学 ,北京 100083; ③江苏理工大学 ,镇江 212000 摘要 　应用扫描隧道显微镜观测不同自然产状和人工合成的黄铁矿晶面 ,发现了豆粒状、藕节状 生长丘 ,及平滑生长台阶和螺旋生长台阶等一组晶体表面微形貌结构现象. 黄铁矿生长表面的 微形貌特征与其形成和合成的热力学条件 、动力学环境存在一定关系 ,因此认为具有成因意义. n 关键词 　扫描隧道显微镜 　黄铁矿表面微形貌 　成矿作用动力学 c . ( ) 扫描隧道显微镜 Scanningtunnelingmicroscope, 简称 STM ,是 1982 年由 G.Binning 和 H. Rohrer 发明研制并投入使用的.STM 具有原子级分辨率. 工作原理见参考文献[1,2].STM m [2] 问世以来广泛应用于化学 、矿物学 、生命科学 、材料科学和微电子科学等领域的研究 . 自80 年代末开始应用于矿物生长表面微形貌研究[3～5] ,但前人的工作多侧重于根据微形貌结构推 o 导晶体结构及其与材料性质的关系. 本次实验用 STM观察了热液矿床多期产出的黄铁矿以 c 及人工合成的黄铁矿生长晶面的微形貌结构 ,发现了黄铁矿晶面上豆粒状 、藕节状生长丘和螺 . 旋状生长台阶等一组矿物晶面结晶微形貌现象. 认为矿物微形貌结构具有成因意义 ,包含着 多方面的成矿热力学和动力学信息. m 1 　实验和样品 p 　　STM装置为 CSTM9000 型.Pt Ir 合金针尖用机械剪切法制备. 实验在室温和空气环境中 s 进行 ,采用恒流模式. 扫描条件隧道电流和偏压标于各图象照片中. 测量的数据采集 、分析和 . 图象处理由计算机完成. 实验样品取自山西义兴寨和胶东两地金矿床以及人工合成黄铁矿 , 样品观测在黄铁矿晶体{100}晶面上进行. w 2 　结果与讨论 w 　　图版 Ⅰ1～5 是本次实验所观测发现的一组黄铁矿表面微形貌图 ,黄铁矿晶面微形貌结构 表现为一些有规律的突起和凹陷. 根据结晶学和矿物学方法 ,对实验所获得的黄铁矿微形貌 w 分类描述如下