河南淅川木变石宝石学研究(下)

河南淅川木变石宝石学研究(下)

王亚军;周燕萍;石斌;袁心强

【摘要】以中国河南浙川木变石为对象,利用现代测试技术对其宝石学特征进行研究.首先对其进行常规测试,矿片镜下分析得出样品里面主要的矿物成分是石英和钠

闪石;通过X射线粉末衍射得出灰蓝色样品的主要成分是石英、方解石、白云石和

重晶石,黄色样品的主要成分是石英、钠闪石和铁白云石;拉曼光谱测试结果显示灰

蓝色样品因为其具有显著的466 cm-1特征拉曼峰所以可以判断其属于二氧化硅类,褐黄色样品的拉曼谱峰,因为其具有显著的467 cm-1特征拉曼峰所以可以判断

其属于二氧化硅类即石英[4],其中1089 cm-1代表了闪石类矿物的Si-O伸缩振动,所以黄色基底部分主要的物质应是二氧化硅,此外还有闪石类矿物红外吸收光谱显

示样品具有相同的反射谱峰1158 cm-1、816 cm-1、704 cm-1、565 cm-和

520 cm-1,结果显示这些谱峰均属石英,表明样品主要是由石英组成;通过激光诱导

离解光谱分析出样品的主要元素是Si、Na、Mg、Ca等,次要元素是Be、Cu、Ag、Pd、Ca、Al、Pb等,而致色元素则是Fe.

【期刊名称】《超硬材料工程》

【年(卷),期】2014(026)003

【总页数】5页(P50-54)

【关键词】木变石;宝石学性质;震动光谱

【作者】王亚军;周燕萍;石斌;袁心强

【作者单位】中国地质大学珠宝学院,湖北武汉430074;中国地质大学珠宝学院,湖北武汉430074;中国地质大学珠宝学院,湖北武汉430074;中国地质大学珠宝学院,湖北武汉430074

【正文语种】中文

【中图分类】TS933

2.4 激光拉曼光谱分析

灰蓝色样品的拉曼光谱如图10所示,由图表可知灰蓝色样品主要的拉曼谱峰是1322 cm-1、504 cm-1、466 cm-1、412 cm-1、296cm-1、208 cm-1和129 cm-1。其中466 cm-1为最强吸收峰,1322 cm-1、208 cm-1、129 cm-1为强吸收峰,411 cm-1为较强吸收峰,297 cm-1为弱吸收峰。其中466 cm-1处为Si-O的弯曲振动,因为其具有显著的466 cm-1拉曼峰特征,所以可以判断其属于二氧化硅类即石英[4]。

图11显示的是3、4、5号标褐黄色样品的拉曼谱峰,由图表可知黄色部分主要的拉曼谱峰是1089 cm-1、771 cm-1、697 cm-1、505cm-1、467 cm-1、398 cm-1、210 cm-1、131 cm-1和77 cm-1。其中467 cm-1处是最强吸收峰,210 cm-1、1089 cm-1、398 cm-1为强吸收峰,505cm-1、131 cm-1、358 cm-1、77 cm-1为较强吸收峰,771 cm-1697 cm-1、为弱吸收峰。467 cm-1处为Si-O 的弯曲振动,因为其具有显著的467 cm-1特征拉曼峰特征,所以可以判断其属于二氧化硅类即石英[4],697 cm-1为O-Si -O的弯曲振动峰[4]。而131 cm-1和210 cm-1为分子晶格中的晶格振动,其中1089 cm-1代表了闪石类矿物的Si-O伸缩振动[5],所以黄色基底部分主要的物质应是二氧化硅,此外还有闪石类矿物。

2.5 红外光谱分析

本文采用反射法傅里叶红外吸收光谱法(FTIR)对木变石进行指纹区频谱分析,主要针

对600～1200cm-1波数范围内伸缩振动和400～600cm-1波数范围内的弯曲振动展开讨论。如图12所示,五种木变石样品测得的红外吸收图谱基本类似,存在5

个主要吸收峰,分别为1158 cm-1、816 cm-1、704 cm-1、565 cm-1、520

cm-1。其中1158 cm-1的吸收峰最强,816cm-1处的较强,704cm-1、565cm-1、520cm-1处的则较弱。根据前文X射线粉晶衍射分析(XRD)所得的物相特征及定

量计算结果可知,这五个样品同属石英岩类,其主要化学成分大致相同(均为SiO2),晶体结构基本类似(均属隐晶质结构),故它们的红外反射光谱图的谱带位置、数目、形状等特征基本一致是符合事实的。其中1158 cm-1的强吸收峰是Si-O-Si和O-

Si-O的反对称伸缩振动;816cm-1、704cm-1处的峰为O-Si-O的对称伸缩振

动;520cm-1处为Si-O的弯曲振动[6]。在反射图谱中,1158 cm-1、816 cm-1、704 cm-1、565 cm-1、520 cm-1的吸收峰谱,均属石英[7],表明样品主要由石英

组成,这与我们前面所测试样品的粉晶衍射结果相吻合。

2.6 激光诱导离解光谱仪(LIBS)分析

LIBS实验装置能响应的光谱波长范围为196～763 nm,涵盖了紫外—可见的波段,

此范围内基本包括了金属元素的主要原子及离子光谱线,另外可以检测H、C、N等非金属元素的部分谱线,大部分元素在含量达100×10-6以上时均可检测出,而LIBS 对Be、Li、Cs、Na、Al、Ca等元素具较高的灵敏度,其检测限可达十几到几十

×10-6甚至更低[7],能够实现微区测试,且该测试属于微损,测试后肉眼基本上不能

看见激光烧蚀点,适合珠宝玉石的成分测量。

1、2号标本主体颜色为灰蓝色,通过LIBS打点测试,其图谱如图13所示,可得出这

部分的主要元素是Fe、Si、Na,次要元素是Mg、Ca、Mn等,致色元素是Fe。通

过前面的薄片分析可知灰蓝色部分主要的矿物是石英(SiO2)和钠闪石

[Na2Fe32+Fe23+(Si4O11)2(OH)2],这与LIBS打点测试结果相符。3、4、5号标本黄色部分为主体颜色,通过LIBS打点测试,其图谱如图14所示,可得出这部分的主