微量元素分析

陰極射線觀察結果，可用於整個薄片標本全方位的觀察，但只能用 來定性，而無法用來定量，Mn²⁺含量過多，會促使發光，若同時Fe²⁺含 量也很多，則會抑制發光(Habermann et al., 1996)，因此，為了確定不發 光的殼體是保存良好，未經成岩作用，亦或是Fe²⁺含量過多而抑制發光，

我們根據透射光下的觀察，挑選不發光(NL)殼體，做微量元素的定量分 析。

電子微探針(Electron Probe Micro-Analysis；EPMA)是利用電子束做 激發源，打在欲分析的標本區域。電子微探儀搭載了波長散佈光譜儀，

(wavelength dispersive spectrometer, WDS)之電子顯微鏡，利用電子束對 薄片中小體積內作X 光的激發，觀察者能依據被激發的 X 光之收集與 進一步的分析，以決定薄片中某一部分的組成。WDS 的測量，其一方

式是使用電子束聚焦於欲分析的區域，由X 光偵測器所接收到的訊號轉

換成特徵X 光能譜，根據特徵 X 光峰之波長位置可定性判斷可能存在 之元素，亦可進行定量組成之比例計算(e.g., 杜正恭等人，2009)。

本研究共挑選了15 個腕足動物標本進行電子微探針分析，主要是 用於確認不同保存度殼體的微量元素分析結果是否與陰極射線顯微鏡 底下的觀察結果相同，以及在本次觀察的標本中，在陰極射線顯微鏡下 有顯示發藍光的殼體，希望能進一步確認是否含有其他特殊元素。首先 利用穩定同位素分析所用的薄片，製作相對應的另一片薄片，經數位掃 描薄片後，其上標示欲分析的標本點，包括有分析穩定碳氧同位素的區 域及圍岩的部份做為對照。委託美國德州農工大學地質與地球物理學系 進行元素分析，配合WDS 偵測 Si、Al、Ca、S、Sr、Mn、Fe、Na、Mg 等元素含量；Mn 及 Fe 的含量可用來做天水成岩作用的指標；Si 及 Al

可做為矽化程度的判斷。各元素的測定時間與最低偵測值分別如表2。

另外挑選兩個標本(圖 3.1&3.2)，送至國立台灣大學地質科學系高精

度質譜與環境變遷實驗室的磁場式感應耦合電漿質譜儀（SF-ICP-MS）

進行稀土元素分析(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、

Tm、Yb、Lu)。

表2. 美國德州農工大學地質與地球物理學系電子微探針分析各元素的 偵測時間及最低偵測值(Mii and Grossman, 1994)

最低偵測值 元素 測定時間(sec)

ppm mmol/mol Ca

Si 20 100 0.3

Al 20 90 0.3

Ca 20 220

S 6 80 0.2

Sr 60 310 0.3

Mn 70 190 0.3

Fe 70 190 0.3

Na 120 70 0.3

Mg 120 50 0.2

圖3.1 標本 HB_134，二疊紀長興組 Tongzithyris sp. 在透射光及陰極射 線底下觀察之結果。紅色線為分析穩定碳氧同位素的位置，藍色 線區域為分析REEs 的位置。

圖3. 2 標本 HB_058，二疊紀茅口組 Cryptospirifer sp. 在透射光及陰極 射線底下觀察之結果。紅色線為分析穩定碳氧同位素的位置，藍 色線區域為分析REEs 的位置。