Analyse quantitative par la mini-sonde nucleaire pixe : applications aux sciences de la terre

par CHOON GI CHOI

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de G. BLONDIAUX.

Soutenue en 1996

à Orléans .


  • Résumé

    La minisonde nucleaire pixe (particle induced x-ray emission) est un instrument destine a determiner la composition des materiaux par analyse du rayonnement x emis lors de l'interaction entre les atomes de la cible et un faisceau de particules chargees (generalement des protons). Celles-ci sont issues d'un accelerateur electrostatique du type van de graaff et sont focalisees par des lentilles magnetiques sur une surface de 20 x 50 m#2. Le flux de rayons x emis est analyse au moyen d'un spectrometre a selection d'energie. Le but du present memoire est de montrer l'utilisation et les performances de la methode d'analyse pixe pour le dosage quantitatif des elements traces au-dela de mg dans une grande variete de mineraux et dans des inclusions fluides. Nous y avons mis en evidence la possibilite d'une analyse complete des terres rares avec un faisceau de protons de 3 mev en utilisant les detecteurs si(li) et lege en combinaison avec la microsonde electronique (epma). Nous avons determine les concentrations absolues des elements majeurs et traces dans diverses phases minerales ayant ete au contact de fluides (verre basaltique, anhydrite, barytine, chalcopyrite, dolomite, celestite, calcite et argile) dans des formations sedimentaires et des contextes hydrothermaux. Les profils quantitatifs de zonation ont ete realises pour aider a caracteriser les phenomenes de croissance ou d'alteration. Ils peuvent reveler des zonations d'elements mineurs et traces jusqu'a une echelle laterale de 50 m avec les limites de detection pouvant atteindre 4 9 ppm (zn). Grace a la grande penetration du faisceau de protons de 3 mev ( 70 m dans un silicate), nous avons pu realiser l'analyse qualitative et semi-quantitative, de maniere non destructive, d'inclusions solides et fluides dans les mineraux. Pour les inclusions fluides, nous avons utilise leur teneur en cl comme reference, et nous avons obtenu des limites de detection variant de 100 ppm (fe) a 20 ppm (as). L'analyse des terres rares dans des zircons synthetiques dopes avec une seule terre rare a l'etat de trace a ete effectuee en etudiant les spectres des raies l par la methode pixe a l'aide du detecteur si(li) et de la methode epma en mode wds (wavelength dispersive spectrometry). Pour la methode pixe, les limites de detection atteignent environ 60 ppm (gd), montrant une amelioration d'un facteur environ 8 par rapport a la methode epma. Dans le cas des zircons naturels qui contiennent un tres grand nombre de terres rares generalement en faible teneur, les spectres des raies l deviennent difficiles a exploiter quantitativement en raison des interferences spectrales. Afin de s'affranchir de ces interferences, le detecteur lege, qui a une bonne efficacite de detection des photons x d'energie comprise entre 20 et 120 kev, a ete utilise pour obtenir des spectres de raies k bien resolus de ces terres rares. Les spectres des raies l et k des terres rares presentes dans des phosphates de terres rares synthetiques et naturelles (monazites) ont ete etudies a l'etat de majeur et de mineur en utilisant conjointement les detecteurs si(li) et lege, et en comparant a la methode epma


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  • Détails : 166 P.
  • Annexes : 128 REF.

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  • Bibliothèque : Institut des sciences de la Terre d'Orléans.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : I 03-2791
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