Bajnóczi Bernadett & Tóth Mária
MTA Geokémiai Kutatóintézet
bajnoczi@sparc.core.hu

A katódlumineszcencia (CL, elektronok által gerjesztett fluoreszcencia) olyan látható fény, amit elektronsugárzással kölcsönhatásba lépett anyag bocsát ki. A vizsgálat során a mintát elektronokkal bombázva a gerjesztés hatására egyes természetes és mesterséges fázisok szemmel is látható fényt bocsátanak ki. A gerjesztést belső kristályhibák vagy az ásványokba épült szennyezők (helyettesítő elemek, mint pl. átmeneti fémek (Mn²⁺, Fe²⁺, stb.), ritkaföldfémek) okozhatják.

Kezdetben természetes geológiai anyagokon (pl. homokkövek, mészkövek, márványok) alkalmazták a katódlumineszcens módszert, amely jól kiegészíti a kőzetminták vékonycsiszolatos petrográfiai, valamint röntgenpordiffrakciós ásvány-meghatározási vizsgálatát. Később a vizsgálatot mesterséges anyagokra, így pl. régészeti kerámiamintákra is kiterjesztették.

A katódlumineszcens vizsgálat hatékony módszer ásványfázisok, különböző ásványgenerációk és ásványok mikroszerkezetének meghatározására. Kimutathatók ásványképződési és átalakulási folyamatok, oldatáramlások nyomai, ezáltal rekonstruálható az anyagot ért utólagos deformáció és mállás. Képanalizáló módszer együttes használatával az ásványok mennyiségi eloszlása határozható meg.

A vizsgálat többnyire fedetlen, polírozott vékonycsiszolaton történik. A minták szövetét és ásványfázisait először polarizációs mikroszkóppal határozzuk meg, majd a vékonycsiszolatot, esetenként letörött mintadarabot teszünk a katódlumineszcens berendezésbe.

A kerámiák leggyakoribb komponensei, mint a karbonátok, kvarc, földpát, ideálisak a katódlumineszcens vizsgálatra, mivel ezek az ásványok általában eltérő színnel és változó intenzitással lumineszkálnak. A karbonátok a sárgától a vörösig terjedő színeket mutatnak, a kvarc kék-lila és barna színű, míg a földpátok kéken és zöldessárgán lumineszkálnak.

Elkülöníthetők a polarizált fényben nehezen szétválasztható karbonátásványok, valamint a soványító anyagként hozzáadott karbonát (kőzettörmelék, héj) és az alapanyag karbonátja. Meghatározható a soványító anyagként felhasznált kőzetek eredete (metamorf, magmás, hidrotermális, üledékes) és mennyisége a mintákban. Mindezek a megfigyelések lehetővé teszik a különböző származási helyű és eredetű kerámiák elkülönítését.