Поиск рокезита с помощью системы AZtecFeature
Недавно довелось искать на поверхности нескольких аншлифов минерал рокезит (CuInS2), содержащийся внутри зёрен минерала Cu3SbS3.
Хозяйка образцов на микроскопе TESCAN VEGA случайно обнаружила одно зерно рокезита. Требовалось найти ещё несколько, чтобы показать, что присутствие рокезита в данных образцах — это закономерность, а не случайность. Исследовалось 3 аншлифа золото-серебряных руд с сульфидной минерализацией, представленной минералами группы блёклых руд, халькопиритом, сфалеритом, галенитом. Было понятно, что искать рокезит в ручном режиме — это как «искать иголку в стоге сена», так как рокезит CuInS2 и его окружение Cu3SbS3 имеют очень похожие яркости на BSE-снимках, так как у этих минералов близкий средний атомный номер:
CuInS2 (% масс.: 26.2 Cu; 47.3 In; 26.4 S) имеет средний атомный номер 40.68.
Cu3SbS3 (% масс.: 46.7 Cu, 29.8 Sb, 23.5 S) имеет средний атомный номер 37.78.
Средние атомные номера вычислялись по формуле [1]:
где Ci — массовая доля элементов, входящих в состав вещества; Zi — атомный номер элементов, входящих в состав вещества
Поиск рокезита выполняли с помощью системы автоматического поиска и анализа микрочастиц и микровключений AZtecFeature, производство Oxford Instruments. EDS-спектрометр был установлен на микроскопе марки TESCAN с катодом с полевой эмиссией LYRA 3 XMH. Основная задача заключалась в том, чтобы научить машину разделять близкие оттенки серого.
Яркость и контраст BSE-изображения были настроены так, чтобы были видны различия между рокезитом и блеклой рудой, и так, чтобы это было максимально контрастно, насколько это возможно. Настройка проводилась на ранее найденном зерне рокезита. Обычно для нахождения оптимальных значений яркости и контрастности BSE-изображения калибровку системы проводят на специальном калибровочном образце, но в данном случае этот способ не дал ожидаемого результата.
Из-за ограниченного количества времени проводилось сканирование не всей поверхности аншлифа, а только разрозненных светлых областей, так как именно эти области включали в себя блеклые руды, где и ожидалось обнаружить зерна рокезита.
Ниже представлены изображения тех областей из трех образцов, в которых были найдены зерна рокезита.
Область 1 была отсканирована за 26 минут, область 2 — за 54 минуты, область 3 — за 64 минуты.
Область 1
Область 1 состояла из 175 участков сканирования, размер каждого участка 103 мкм (1024 х 1024 пикселей). В области 1 было найдено 2 зерна рокезита. Ниже представлены изображения участков, на которых они были обнаружены, а также фотографии и спектры зёрен рокезита и его окружения.
Участок 1, область 1. Красной точкой система AZtecFeature отметила центр зерна рокезита
Зерно рокезита с участка 1 области 1
Спектр, снятый с зерна рокезита на участке 1 области 1
Спектр, снятый с матрицы, окружающей зерно рокезита с участка 1 области 1
Область 2
119 участков сканирования, размер каждого участка 134 мкм (1024 х 1024 пикселей), обнаружено 2 зерна рокезита, ниже изображения участков с найденным рокезитом, а также фотографии и спектры зёрен рокезита и его окружения. На втором участке рокезит в окружении халькопирита, а не блёклой руды.
Участок 1, область 2. Красной точкой система AZtecFeature отметила центр зерна рокезита (см. верхнюю центральную часть изображения)
Зерно рокезита с участка 1 области 2
Спектр, снятый с зерна рокезита на участке 1 области 2
Спектр, снятый с матрицы, окружающей зерно рокезита с участка 1 области 2
Область 3
442 участка сканирования, размер каждого участка 137 мкм (1024 х 1024 пикселей).
Обнаружено 1 зерно рокезита.
Участок 1, область 3. Красной точкой система AZtecFeature отметила центр зерна рокезита.
Зерно рокезита с участка 1 области 3
Спектр, снятый с зерна рокезита на участке 1 области 3
Спектр, снятый с матрицы, окружающей зерно рокезита с участка 1 области 3
Проведенное исследование показывает, что даже в таких «неудобных» случаях, когда яркость искомых частиц близка к яркости матрицы, окружающей эти частицы, система AZtecFeature при должной настройке способна детектировать искомые частицы, причём поиск происходит быстро (гораздо быстрее, чем в ручном режиме). Однако стоит отметить, что для настройки AZtecFeature в подобных сложных случаях необходимо заранее найти хотя бы одного представителя искомых частиц. В данной работе с помощью AZtecFeature было показано, что зерна рокезита присутствуют во всех предоставленных на исследование образцах.
