Применение метода дифракции отраженных электронов для решения петрологических задач (на примере ультрамафитов)
Д.Е. Савельев, Н.С. Власенко
| УДК 552.321.6 | https://doi.org/10.35597/2313-545X-2026-12-2-4 | PDF (RUS) |
Дифракция обратно-рассеянных электронов (electron back-scattered diffraction, EBSD) – современный прецизионный метод, который используется для изучения микроструктурных особенностей кристаллических материалов. В статье рассмотрены различные аспекты применения метода к природным образцам ультрамафитов, включая подготовку поверхности, получение первичных данных и их постобработку в программах HKL Channel 5 и MTEX. Проведено сравнение с классическим методом микроструктурного изучения прозрачных минералов на универсальном Федоровском столике. Главные достоинства метода EBSD – локальность, высокая скорость получения первичных данных, автоматизация, объективность. Основные сложности заключаются в повышенных требованиях к качеству поверхности образцов и необходимости изучения значительных площадей для получения представительной информации для зерен крупного размера. На примере свежих дунитов из массива Урало-Аляскинского типа продемонстрированы возможности метода, включая анализ предпочтительной кристаллографической ориентировки оливина, определение активных систем скольжения, оценку внутризерновой разориентировки, определение размеров субзерен и рекристаллизованных зерен (необластов). Показано, что современные инструменты получения и обработки данных EBSD дают возможность объективно оценить относительный вклад в формирование горных пород таких факторов, как пластическая деформация и рекристаллизация, и оценить режим пластического течения геоматериалов в литосфере.
Ключевые слова: EBSD, пластическая деформация, рекристаллизация, предпочтительная кристаллографическая ориентировка, порфирокласт, необласт, ультрамафиты, оливин, хромшпинелид.
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания по теме FMRS-2025-0014, а также при поддержке Санкт-Петербургского государственного университета, шифр проекта 124032000029-9.
Благодарности. Авторы благодарны рецензенту В.В. Шиловских и редакторам журнала, чьи ценные замечания позволили значительно улучшить текст рукописи. Авторы также признательны И.И. Мусабирову за помощь в проведении EBSD исследований, которые были выполнены на базе ЦКП ИПСМ РАН «Структурные и физико-механические исследования материалов» (г. Уфа, Россия), а также М.С. Ложкину (РЦ «Наноконструирование фотоактивных материалов» Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург, Россия) за травление образцов.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, связанных с рукописью.
Вклад авторов. Д.Е.Савельев, Н.С. Власенко – разработка концепции, проведение исследований, написание рукописи.
Для цитирования: Савельев Д.Е., Власенко Н.С. Применение метода дифракции отраженных электронов для решения петрологических задач (на примере ультрамафитов). Минералогия, 2026, 12(2), 36–51.
Статья поступила в редакцию 03.02.2026 г., после доработки 28.05.2026 г., принята к печати 10.06.2026 г https://doi.org/10.35597/2313-545X-2026-12-2-4
Савельев Дмитрий Евгеньевич – доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник, Институт геологии УФИЦ РАН, г. Уфа, Россия; savl71@mail.ru
Власенко Наталья Сергеевна – инженер, РЦ Геомодель, Санкт-Петербургский государственный университет,
г. Санкт-Петербург, Россия; ly17@mail.ru
- Варюхин В.Н., Пашинская Е.Г., Завдовеев А.В., Бурховецкий В.В. (2014) Возможности метода дифракции обратно-рассеянных электронов для анализа структуры деформированных материалов. Киев, Наукова думка, 106 с. https://doi.org/10.13140/2.1.5016.6720
- Гончаренко А.И. (1989) Деформация и петроструктурная эволюция альпинотипных гипербазитов. Томск, Изд-во Томского ун-та, 404 с.
- Даниленко В.Н., Миронов С.Ю., Беляков А.Н., Жиляев А.П. (2012) Применение EBSD анализа в физическом материаловедении (обзор). Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 78(2), 28–46.
- Денисова Е.А. (1989) Складчатая структура ультраосновных тектонитов массивов Южного Урала. Геотектоника, 4, 52–62.
- Денисова Е.А. (1990) Строение и деформационные структуры офиолитовых массивов с лерцолитовым типом разреза. Геотектоника, 2, 14–27.
- Добржинецкая Л.Ф. (1989) Деформации магматических пород в условиях глубинного тектогенеза. М., Наука, 288 с.
- Ефимов А.А. Габбро-гипербазитовые комплексы Урала и проблема офиолитов. М.: Наука, 1984. 232 с.
- Ефимов А.А. (2010) Итоги столетнего изучения Платиноносного пояса Урала. Литосфера, 5, 134–153.
- Иванов О.К. (1997) Концентрически-зональные пироксенит-дунитовые массивы Урала. Екатеринбург, Изд-во Уральского университета, 488 с.
- Казаков А.Н. (1987) Динамический анализ микроструктурных ориентировок минералов. Л., Наука, 272 с.
- Метод дифракции отраженных электронов в материаловедении /под. ред. А. Шварца, М. Кумара, Б. Адамса, Д. Филда (перевод с англ.). (2014) М., Техносфера, 544 с.
- Пушкарев Е.В., Аникина Е.В., Гарути Дж., Заккарини Ф. (2007) Хром-платиновое оруденение нижнетагильского типа на Урале: Структурно-вещественная характеристика и проблема генезиса. Литосфера, 3.
28–65. - Саранчина Г.М., Кожевников В.Н. (1985) Федоровский метод (определение минералов, микроструктурный анализ). Л., Недра, 208 с.
- Степанов С.Ю. (2018) Структурно-вещественные закономерности проявления хромит-платинового оруденения в клинопироксенит-дунитовых массивах Среднего Урала. Дис. на соиск. степ. канд. геол.-мин. наук. Санкт-Петербург. 174 с.
- Чернышов А.И. (2001) Ультрамафиты (пластическое течение, структурная и петроструктурная неоднородность). Томск, Чародей, 215 с.
- Шмелев В.Р., Филиппова С.Д. (2010) Структура и механизм формирования Нижнетагильского дунит-клинопироксенитового массива (Средний Урал). Геотектоника, 4, 65–86.
- Щербаков С.А. (1990) Пластические деформации ультрабазитов офиолитовой ассоциации Урала. М., Наука, 120 с.
- Bachmann F., Hielscher R., Schaeben H. (2010а) Texture analysis with MTEX- Free and open source software toolbox. Solid State Phenomena, 160, 63–68. doi:10.4028/www.scientific.net/SSP.160.63
- Bachmann F., Hielscher R., Jupp P.E., Pantleon W., Schaeben H., Wegert E. (2010б) Inferential statistics of electron backscatter diffraction data from within individual crystalline grains. Journal of Applied Crystallography, 43, 1338–1355. https://doi.org/10.1107/S002188981003027X
- Bunge H. (1982) Texture Analysis in Materials Science: Mathematical Models. Butterworths, London. 593 p.
- Carter N.L. (1976) Steady state flow of rocks. Reviews of Geophysics and Space Physics, 14, 301–360.
- Carter N.L., Ave Lallemant H.G. (1970) High temperature deformation of dunite and peridotite. Geol. Soc. Am. Bull., 81, 2181–2202.
- Hielscher R., Silbermann C., Schmidl E., Ihlemann J. (2019) Denoising of Crystal Orientation Maps. Journal of Applied Crystallography, 52, 984–996. https://doi.org/10.1107/S1600576719009075
- Jung H., Katayama I., Jiang Z., Hiraga T., Karato S. (2006) Effect of water and stress on the lattice-preferred orientation of olivine. Tectonophysics, 421, 1–22. https://doi.org/ 10.1016/j.tecto.2006.02.011
- Jung Н. (2017) Crystal preferred orientations of olivine, orthopyroxene, serpentine, chlorite, and amphibole, and implications for seismic anisotropy in subduction zones: а review. Geosciences Journal, 21, 985-1011. http://dx.doi.org/10.1007/s12303-017-0045-1
- Karato S.I., Toriumi M., Fujii T. (1980). Dynamic recrystallization of olivine single crystals during high temperature creep. Geophysical Research Letters, 7(9), 649–652. https://doi.org/10.1029/GL007i009p00649
- Nicolas A., Bouchez J.L., Boudier F., Mercier J.C. (1971) Textures, structures and fabrics due to solid state flow in some European lherzolites. Tectonophysics, 12, 55–86. https://doi.org/10.1016/0040-1951(71)90066-7
- Poirier J.-P. (1985) Creep of crystals. High-temperature deformation processes in metals, ceramics and minerals. Cambridge University Press, 287 p.
- Prior D.J., Boyle A.P., Brenker F., Cheadle M.J., Day A., Lopez G., Peruzzo L., Potts G.J., Reddy S.M., Spiess R., Timms N.O., Trimby P.W., Wheeler J., Zetterstrom L. (1999) The application of electron backscattered and orientation contrast imaging in the SEM to textural problems in rocks. American Mineralogist, 84, 1741–1749. https://doi.org/0003-004X/99/1112–1741$05.00
- Prior D.J., Mariani E., Wheeler J. (2009) EBSD in the Earth Sciences: applications, common practice and challenges. In: Electron Backscatter Diffraction in Materials Science: 2nd Edition. Editors Schwartz A.J., Kumar M., Adams B.L., Field D.P. Springer. 345–357.
- Skemer Ph., Katayama I., Jiang Z., Karato S.-I. (2005) The misorientation index: Development of a new method forcalculating the strength of lattice-preferred orientation. Tectonophysics, 411, 157–167. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.08.023
- Spiess R., Peruzzo L., Prior D.J., Wheeler J. (2001) Development of garnet porphyroblasts by multiple nucleation, coalescence and boundary misorientation-driven rotations. Journal of metamorphic geology, 19, 269–290. https://doi.org/10.1046/j.1525-1314.2001.00311.x
- Van der Wal D., Chopra P., Drury M., FitzGerald J. D. (1993). Relationships between dynamically recrystallized grain size and deformation conditions in experimentally deformed olivine rocks. Geophysics Research Letters, 20(14), 1479–1482. https://doi.org/10.1029/93GL01382
- Wheeler J., Mariani E., Piasolo S., Prior D.J., Trimby P., Drury M.R. (2009) The weighted Burgers vector: a new quantity for constraining dislocation densities and types using electron backscatter diffraction on 2D sections through crystalline materials. Journal of Microscopy. https://doi.org/10.1111/j.1365-2818.2009.03136.x
- Wheeler J., Piazolo S., Prior D.J., Trimby P.W., Tielke J.A. (2024) Using crystal-lattice distortion data for geological investigations: the weighted Burgers vector method. Journal of Structural Geology, 179, 105040. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2023.105040
МИНЕРАЛОГИЯ № 2 2026
