蛇纹石族矿物的红外光谱特征及其研究

蛇纹石族矿物的红外吸收光谱,早在50年代末期已有报道,70年代以来,特别是偏振光的红外光谱技术应用后,对蛇纹石族矿物的红外光谱与晶体结构之间的关系,有了进一步的研究,对谱带的归属也作了阐述^[2,3]。     

矿物谱学研究及其意义

用量子理论改造经典的矿物学,建立量子矿物学的新体系,其主要研究手段是矿物谱学.矿物谱学使矿物学由研究矿物内部原子的排列跃迁到研究矿物内部的电子壳层结构的水平,矿物谱学包括穆斯堡尔谱、电子顺磁共振(EPR)谱,核磁共振(NMR)谱,核四极共振(NQR)谱和全部吸收光谱(X射线吸收谱、紫外—可见—近红外吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱)以及全部发射光谱(X射线谱、光电子能谱).矿物谱学可直接用来研究晶体中化     

含铬镁铝榴石的晶体场光谱和红外光谱

一、引言矿物的晶体场光谱(也称光学吸收光谱)、红外光谱以及穆斯堡尔谱的研究,在理论上和实际上都具有重要意义。矿物的晶体场光谱,可以给出过渡族离子的晶体场分裂和晶休场稳定能,从而研究位置分布及阳离子有序—无序状态和解释热力学性质;根据过渡族金属离子的晶体场稳定能,可以对过渡金属离子在地壳中的分布做出合理的解释。矿物     

高岭石-多水高岭石演化系列的红外吸收光谱研究

本文用红外吸收光谱对我国所产高岭石-多水高岭石演化系列的四种不同类型的矿物及其热处理产物进行了初步研究,分析了各类矿物的吸收特征,探讨了它们之间的变化关系和脱水过程在红外光谱上的反映。 实验使用KBr压片法制备样品,在Perkin-Elmer 577型红外分光光度计记录红外光谱图。文中所用样品有江苏苏州与河北宣化的结晶完好的高岭石,广东清远清草岭与湖南谭家山的耐火粘土石,福建德化与湖南四青水库的多水高岭石以及四川叙永大树区与山西阳泉的水合多水高岭石。     

与纤蛇紋石石棉共生矿物的红外光谱特征

蛇纹石族矿物的红外吸收光谱在国外早已有所研究。近年来,国内也有文章对蛇纹石族矿物的红外吸收光谱特征进行了详细的论述。但是,对于纤蛇纹石及与其共生矿物的红外吸收光谱特征均未进行过深入研究。本文就中国蛇纹石石棉矿山中常见的纤蛇纹石共生矿物组合的红外光谱特征进行初步探讨。本文研究的样品主要来自四个矿区:四川石棉矿、新康石棉矿、陕西大安石棉矿和吉林集安石棉矿。约200多个石棉样品。我们对这些样品进行了红外扫描并对所得图谱进行了鉴定和对比。选出了具有代表性共生组合的红外图谱。通过实验我们发现,在我国常     

热红外高光谱技术在地质找矿中的应用综述

热红外高光谱技术（6~14μm）是一种新兴的绿色地质找矿技术,它通过分析矿物热红外光谱特征,开展矿物信息提取及填图应用研究,进而指导找矿勘查。比起发展相对成熟的短波红外（1.1~2.5μm）高光谱技术,它对于短波红外波段无法识别的石英、长石、石榴子石、橄榄石、辉石、碳酸盐矿物、黑云母、角闪石、磷灰石等矿物具有更加敏感的探测能力。目前,热红外在地质找矿中的研究尚处于初级阶段,很多科学问题尚待解决。矿物化学成分的变化是引起热红外波谱特征变化的最重要因素,这也是开展矿物识别与提取的理论基础,本文首次系统分析了不同波谱库及文献中的热红外波谱,总结了上述典型矿物的热红外波谱特征,揭示了矿物的诊断性波段与识别标志。而后将热红外高光谱技术分为地面热红外光谱数据分析技术与空中热红外图像处理技术两大方向,其中地面热红外技术主要基于岩芯或地表样品的波谱特征,开展矿物精细填图研究,建立矿床的找矿勘查模型;空中热红外技术基于图像处理与分析,提取区域矿物分布信息,为找矿指明方向。最后本文指出了未来热红外高光谱技术在地质找矿中的技术难点及热点,即高精度热红外高光谱仪器的研发、矿物热红外光谱的快速识别技术、热红外图像信息提取算法的优化。     

方解石-白云石-菱镁矿的中远红外光谱学特征研究

利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO₃^2-的面外弯曲振动(ν₂)、反对称伸缩振动(ν₃)和平面内弯曲振动(ν₄),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm^-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO₃^2-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm^-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO₃^2-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm^-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。     

矿物粉尘对人体血清物质的吸附行为研究

通过测定吸附后人体血清的成分,并利用红外光谱研究了几种矿物粉尘对血清中物质的吸附作用,结果表明,矿物粉尘对血清中物质的吸附具有选择性,主要是吸附了血清中的蛋白质和脂类等生物大分子。不同矿物吸附生物大分子的选择性不同,这主要与矿物的结构和表面海性等因素有关。红外光谱研究表明,吸附机理主要是物理吸附,可能也存在化学吸附。另一方面,矿物粉尘在血清中发生了一定程度的阳离子交换和溶解作用。     

土屋铜矿近红外光谱找矿模型建立

近红外光谱波长780～2 500 nm,据矿物特征吸收光谱可区分不同矿物和同一矿物不同结晶度,利用近红外光谱技术可进行热液矿床蚀变矿物研究.土屋铜矿围岩蚀变为青磐岩化、绢云母化、硅化和黑云母化,采用便携式近红外光谱矿物分析仪对土屋铜矿探槽所取样品和钻孔样品进行测试,总结石英、蒙脱石、绿帘石、绿泥石等蚀变矿物及近红外光谱...     

红外光谱在铁镁硅酸盐矿物类质同象研究中的应用

本文通过对柘榴石、辉石、角闪石和云母等铁镁质矿物的化学成分、光学性质和其它物性及红外吸收光谱的研究,试图找出它们的内在联系,以便用于研究矿物的类质同象变化规律。所测的矿物红外吸收光谱为中红外4000～400cm~(-1)波段的谱带特征,一般认为该波段主要是表现为硅酸盐中阴离子团的振动区。 从1、2图中可以看出所测矿物的谱带特征,铁镁硅酸盐谱带基本可分为三个波段,第一波段1100—800cm~(-1)据G.R.Hunt,J.W.Salisbury(1974),提出的硅酸盐光谱振动模式,该波段均为O—Si—O,Si—O—Si的非对称伸缩振动区。所以它们共同特点     

云南磷铝石谱学特征研究

使用电子探针、X射线粉晶衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计等仪器,对最近在云南发现的一种达到宝石级别的磷铝石进行了化学成分、矿物组成、红外吸收光谱、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱等方面的研究。化学成分分析结果表明,该磷铝石的主要化学成分为P和Al,并含有少量的Fe和V;X射线粉晶衍射结果显示,该磷铝石的矿物成分主要为磷铝石,杂质较少;红外光谱与拉曼光谱分析均检出磷酸根基团的特征峰,红外光谱分析还显示有结晶水与结构水的存在;紫外可见吸收光谱在300和420 nm附近的吸收归属于Fe3+,630 nm附近较宽缓的吸收带由Fe3+和V3+共同产生。并将磷铝石与绿松石进行了谱学方面的对比分析,以便更好地区分两者。     

缅甸翡翠的光谱特征及呈色机理

从缅甸翡翠电子探针分析和紫外可见光吸收光谱、激光拉曼光谱、能谱、红外光谱等特征,探讨缅甸翡翠的呈色机理。主要对绿色翡翠和紫色翡翠的呈色机理进行研究。从硬玉呈色、次要矿物呈色和次生色分析得出,绿色翡翠主要由Cr3 致色,紫色翡翠可能是Mn2 致色。     

硼酸盐矿物的振动光谱研究：Ⅰ：喇曼光谱特征

本文利用激光喇曼光谱研究了不同类型的硼酸盐矿物,讨论了它们的谱带特征及其归属。研究结果表明,具简单基团的喇曼光谱可以作出比较明确的归属,且与红外光谱结果一致,而同时具三、四配位硼的矿物,其配阴离子虽很复杂,各种谱带相互叠加,但仍可以对主要谱带作出初步的归属。     

《矿物红外光谱图集》即将出版

由中国科学院贵阳地球化学研究所彭文世、刘高魁同志编著的“矿物红外光谱图集”将于今年九月由科学出版社正式出版。红外光谱的测试和研究是研究矿物微观性质的重要手段之一,也是矿物谱学的重要组成部份。本《图集》包括常见的及我国多年来发现的部份矿物共计583种(谱图841幅),所有谱图均系由作者多年实验结果中选择所得,由于实验条件相同,避免了不同类型仪器     

名义上无水矿物中"水"的原位变温红外光谱研究

名义上无水矿物(nominally anhydrous minerals, 简称NAMs, 如橄榄石、辉石、石榴石、长石等)中以缺陷形式存在的结构水的重要性已经被地球科学界广泛认同,并得到了越来越多的关注。由于对OH振动的高度敏感性,红外光谱方法被广泛用来测量NAMs中"水"的赋存状态、含量以及在晶体结构中的位置。随着傅立叶变换红外光谱仪的不断发展及分析技术的提高,以及红外附件的更新换代,出现了一些新的分析方法。原位变温红外光谱实验就是利用变温红外附件测量样品在不同温度下的红外光谱,通过研究不同温度下红外光谱图的峰形、峰位、峰数等参数的变化,了解温度改变过程中样品所发生的物理、化学变化,且具有实时监测的优点,因此广泛用于含水矿物和玻璃中OH和H₂O的研究。主要包括含水矿物和玻璃的脱水机理及脱水动力学研究,OH和H₂O的红外吸收系数的温度依赖性及不同温度下红外吸收系数的校正等方面。虽然原位变温红外光谱广泛应用于含水矿物和玻璃中水的研究,但是应用于名义上无水矿物还是刚刚起步。NAMs中的H是活动的,高温下H的赋存状态及其在晶体中的位置可能会不同于室温,而地质过程往往都在高温下进行,研究高温下NAMs中的水具有重要的地质学意义。因此,有必要利用原位变温红外光谱实时监测不同温度下NAMs中水的变化。有关NAMs中水的原位变温红外光谱实验早期工作只是观察不同温度下谱图参数的变化并给予一定的解释,以及用此法来确定NAMs中水的赋存状态。受含水矿物和玻璃的研究结果的启发,原位变温红外光谱实验目前也开始用来研究NAMs中水的脱水机理和扩散动力学。此外,利用原位变温红外光谱技术,通过研究不同温度下OH的积分吸收面积可探索NAMs中OH红外吸收系数温度依赖性;通过研究OH峰位随温度移动的幅度与某些化学成分的关系,可给出NAMs中OH的结合机理方面的有用信息。虽然近些年来已经开展了一些工作,取得了一些新的成果,但是总的说来还处在起步阶段,今后针对NAMs的研究重点应该集中在以下三个方面:(1)吸收系数温度依赖性的定量化,(2)脱水机理和动力学的扩展,(3) OH结合机理研究的深入。     

基于地物光谱特征的成像光谱遥感矿物识别方法

成像光谱技术是遥感技术发展的前沿技术之一 ,它是在可见光、近红外及短波红外上 ,集图像、光谱于一体的具有高光谱分辨率的纳米遥感技术。文中从岩矿光谱特性的研究入手 ,通过光谱特征识别准则 ,利用机载的可见光、近红外及短波红外成像光谱 (HyMap)数据 ,开展成像光谱遥感矿物识别的试验研究。试验识别的矿物有绿泥石、绿帘石、橄榄石、绢云母、滑石、石膏及黑云母等。试验结果表明 ,通过矿物光谱特征分析与其识别原则进行成像光谱遥感矿物识别获得了很好的效果。因此 ,基于地物光谱特征进行成像光谱矿物直接识别确实可行 ,有利于矿产资源评价中成矿物源和矿化蚀变信息分析。     

方解石族与文石族矿物振动光谱的因子群分析

无水简单碳酸盐矿物分为方解石和文石两种结构类型。属于方解石结构类型的矿物有方解石、菱镁矿、菱铁矿、菱锰矿、菱锌矿、菱钴矿和菱镉矿;而文石、菱锶矿、毒重石和白铅矿则属文石结构类型。同一结构类型矿物的红外光谱十分相似,但不同结构类型的矿物,其红外光谱差别甚大。在以往文献中,大多是讨论同一结构类型各矿物的光谱特征及影响吸收频率的因素,而对两种类型之间的光谱差异则研究较少。本文在结构资料基础上,以方解石和文石为代表,通过位置群和因子群分析阐明它们的光谱特征与结构的相互关系。     

绢云母短波红外光谱特征及其在矿产勘查中的应用

蚀变矿物短波红外(SWIR)光谱特征日趋广泛地应用于矿产勘查研究中。绢云母作为热液矿床中最为发育的蚀变矿物之一,通过SWIR光谱技术提取其谱学特征,进而建立与矿床基础地质信息之间的相关性具有重要意义。然而,前人对于绢云母短波红外光谱特征的研究主要集中于单个矿床,缺少不同矿床间的对比。基于此,文章梳理了混合矿物光谱曲线中对单一矿物相对含量的提取方式,系统总结了温度、流体化学成分、流体pH值、寄主岩石、矿物结构、矿物粒度及共(伴)生矿物等因素对绢云母谱学特征空间变化规律的影响,最后,从契尔马克替换效应角度出发,分析对比了5种不同成因类型矿床中近矿端绢云母波长变化。虽然将绢云母短波红外光谱特征有效地应用于矿产勘查仍存在诸多问题,但作者相信,应用绢云母短波红外光谱特征进行矿产勘查依然具有良好的前景。     

新疆可可托海稀有金属矿床矿物和岩石热红外光谱特征

当前新型材料、新能源在各个领域应用不断深化,稀有金属矿床迎来了世界范围内的研究与勘探热潮。新疆可可托海稀有金属矿床是我国最早开发利用稀有金属矿产资源的重要基地,但对其典型矿物和围岩的热红外反射光谱的认识还很缺乏,制约了对同类型矿床开展遥感地质调查和遥感地质学研究工作的推进。本文采用便携式热红外光谱仪,对可可托海3号脉的典型矿物岩石开展热红外光谱特征研究。结果表明:热红外光谱可以有效识别锂辉石、锂云母、绿柱石、电气石等典型的稀有金属矿物。其中,与锂云母相比,含锂云母伟晶岩产生了新的特征峰;含锂辉石伟晶岩、含电气石伟晶岩相比于各自单晶矿物,其反射特征峰均明显向短波方向偏移;含绿柱石伟晶岩光谱曲线反射特征峰比绿柱石单晶反射特征峰明显向长波方向偏移。本文初步建立了可可托海典型矿物和岩石热红外光谱特征数据库,总结了以锂辉石、锂云母等稀有金属矿床矿物、含矿伟晶岩及围岩的热红外光谱特征,可为热红外光谱进行稀有金属矿物的识别及花岗伟晶岩型矿床的勘探提供必要的基础数据支撑。     

马坑铁矿钻孔岩心红外光谱特征及蚀变分带特征研究

红外反射光谱技术可无损、快速、批量地识别出硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐等矿物,近年来在矿物学研究、地质勘探与找矿、矿山选冶等方面取得了较显著进展。尤其是热红外波段（6000~14500nm）可识别出辉石、石榴子石、橄榄石等蚀变矿物以及长石、石英等造岩矿物,对于矽卡岩型、铜镍硫化物型以及石英脉型等矿床地质找矿、矿床成因研究等具有重要意义。本文通过对国家实物地质资料馆馆藏的马坑铁矿钻孔岩心进行短波-热红外反射光谱测量与分析,总结马坑铁矿各蚀变矿物光谱特征,并快速厘定了该矿床的蚀变矿物类型及组合特征。马坑铁矿蚀变矿物主要有石榴子石、辉石、碳酸盐、绿泥石、绢（白）云母、角闪石、绿帘石、蒙脱石、石膏等。石榴子石热红外光谱特征是在9199nm、9730nm、10500nm及11100nm处具有明显的反射特征,辉石热红外光谱特征主要是在11500nm和12150nm处具有明显的吸收特征。红外光谱分析表明蚀变矿物在空间上呈现出明显的分带性,蚀变矿物组合及分布严格受围岩岩性和热液交代的双重控制。通过红外反射光谱蚀变矿物组合特征研究,“石榴子石+辉石”可作为矽卡岩型矿床的标型矿物组合,蚀变分带特征也反映了主矿体从高温到低温的变化过程;结合矿床地质特征,推断出马坑铁矿为典型的层控矽卡岩型矿床。本研究可为矽卡岩型矿床的成矿规律认识和找矿勘探等方面提供科学支撑。