广西阳朔磷氯铅矿矿物学和振动光谱特征分析

广西阳朔长期出产宝石级磷氯铅矿,迄今未见其矿物学和振动光谱的研究报道。采用能量色散X射线荧光光谱、X射线粉末晶体衍射、红外光谱和拉曼光谱分析了14颗阳朔磷氯铅矿。该矿物为半透明的黄绿色六方柱,相对密度为6.484～7.310,白色条痕,硬度为4,化学成分以铅、磷和氯为主。红外光谱在1 060～920 cm^-1和580～540 cm^-1区域观察到属于PO₄^3-的伸缩和弯曲振动带,平行和垂直光轴的谱带差异明显;部分样品观察到AsO₄^3-振动弱带,说明结构中有少量PO₄^3-被替代。拉曼光谱观察到916/940 cm^-1属于PO₄^3-伸缩振动强带、位于390/414/542/572 cm^-1系列弯曲振动带和160～262 cm^-1晶格振动带。这些谱带随着测试方向不同而变化,反映出结构中的PO₄     

橄榄石原位高温拉曼光谱研究

利用微型电阻丝加热装置产生高温, 采用镍铬热电偶探测样品的温度, 在273～1 113 K温度范围,对橄榄石晶体进行了原位高温拉曼光谱研究。拉曼光谱数据显示：Si-O伸缩振动模高于800 cm^-1,Si-O弯曲振动模为400～700 cm^-1,SiO₄四面体旋转振动模和金属-氧的平移振动模低于400 cm^-1;得到了橄榄石拉曼振动频率随温度的变化关系,首次发现了橄榄石常温频率为541 cm^-1的Si-O反对称弯曲振动的A_g模,比其它的振动频率有较弱的温度效应。     

X射线粉晶衍射-拉曼光谱法研究含甲烷双组分水合物结构及谱学特征

天然气水合物的晶体结构主要取决于客体分子种类与组成,目前单组分水合物的结构和谱学特征较为明确,但多组分水合物相关研究较少。为解决多组分水合物的结构识别问题,探讨其谱学特征,本文实验合成了甲烷-丙烷(CH₄-C₃H₈)和甲烷-四氢呋喃(CH₄-THF)两种含CH₄双组分水合物以及CH₄、C₃H₈和THF等三种单组分水合物,并采用低温X射线粉晶衍射(PXRD)和显微激光拉曼光谱进行了表征。结果表明:CH₄-C₃H₈和CH₄-THF双组分水合物的晶格常数a分别为17.2312×10^-10 m和17.2241×10^-10 m,为典型的Ⅱ型结构水合物,与相应C₃H₈和THF单组分水合物结构相同。在CH₄-C₃H₈水合物中,CH₄在大、小笼中均有分布,呈现两个特征拉曼峰(2900cm^-1和2911cm^-1);C₃H₈仅分布在大笼,与单组分水合物相比,其C—H伸缩振动峰峰位几无变化,而C—C伸缩振动峰(873cm^-1)向低频迁移约3cm^-1。在CH₄-THF水合物中,大笼被THF占据,CH₄仅填充在小笼中(2910cm^-1);双组分水合物中,THF分子C—C和C—H伸缩振动峰峰位均与单组分水合物基本一致。分析认为,含CH₄双组分水合物的结构类型与其相应的大分子水合物一致,大分子对双组分水合物的晶体结构特征具有决定作用。同时,大分子影响了CH₄分子在笼型结构中的分布,致使双组分水合物的拉曼光谱特征存在显著差异。研究结论对基于谱学特征识别多组分水合物微观结构具有重要的指导意义。     

天然气和液态混合烷烃拉曼特征峰与温度、压力的关系

天然气和液态混合烷烃在不同压力和温度下的原位拉曼测试表明,天然气和液态混合烷烃的拉曼特征峰随温度增高向高波数移动,随压力增大而表现出不同的拉曼位移趋势。2917 cm^-1左右为天然气的C–H对称伸缩振动峰(ν1),随压力增大向低波数移动,甲烷占烃类的比例和C₂₊烃类含量对ν1拉曼位移有影响。<150℃时,液态混合烷烃的C–H对称伸缩振动峰和C–H不对称伸缩振动峰随压力增加向高波数移动,拉曼特征峰位移与压力相关性曲线变化趋势一致;≥150℃时,液态混合烷烃的部分拉曼特征峰随压力增大向低波数移动,拉曼特征峰位移与压力相关性曲线变化趋势不一致。     

云南金顶异极矿晶体化学特征与颜色成因探讨

为研究云南金顶铅锌矿床中异极矿谱学特征和颜色成因,利用湿法化学全分析、振动光谱仪、X光粉晶衍射仪和电子探针对5组异极矿样品谱学特征和化学成份进行研究。湿法化学全分析得出了异极矿的化学成份,成份中出现了可能致色的铜、铁和镍元素;X光粉晶衍射和振动光谱分析得出异极矿晶胞参数和特征谱线表明样品蓝色和白色环带均为异极矿,5组样品的平均晶胞参数为：a=0．8372nm,b=1．0702nm,c=0．5116nm;红外光谱测试中获得了未见报道的452cm。以下异极矿晶体结构吸收峰,同时分析了异极矿中的结构水、结晶水吸收谱带;对红外光谱和拉曼光谱中的各吸收谱带和特征峰进行了归属。通过电子探针、红外光谱、拉曼光谱测试和分析认为异极矿的蓝色与Cu^2＋的类质同像替代有关,白色异极矿不含铜元素,白色和蓝色异极矿结构相似,异极矿玻璃光泽和土状光泽与其含有较多的结晶水有关。     

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。     

马鞍山绿松石中水的振动光谱表征及其意义

在室温和变温条件下对安徽马鞍山绿松石中水的结构特征进行红外吸收光谱和激光拉曼光谱分析研究,结果表明:绿松石中部分水分子与Cu2 结合成[Cu(H2O)4]2 水合离子,并在很大程度上制约了绿松石的颜色;马鞍山地区绿松石中结晶水的脱失温度约为303℃～310℃,结构水的脱失温度约为346℃～375℃。绿松石中H2O,OH-的振动是导致其水的激光拉曼光谱形成的主要原因,ν(OH)振动导致的强拉曼特征谱峰在3470 cm-1,3502 cm-1～3505 cm-1之间的弱谱峰则隶属3470 cm-1的次级谱峰,ν(H2O)的拉曼谱峰主峰位于3442 cm-1～3449 cm-1处。由ν(MFe,Cu-H2O)伸缩振动致平缓的拉曼谱峰主要分布在3074 cm-1～3303 cm-1附近。     

一个新的宝石矿物--草莓红"绿柱石"的振动谱学特征

高铯草莓红“绿柱石”是一种新的宝石矿物,利用振动谱学-傅立叶红外光谱和拉曼光谱研究了此矿物中水在隧道结构中的状态,发现三方晶系的草莓红“绿柱石”的振动谱学特征与其它绿柱石有区别,红外光谱中Si-O伸缩振动峰位于1039cm^-1,两个强度近于相同的Ⅱ型水特征伸缩振动吸收峰位于3591cm^-1和3545cm^-1,认为与隧道中含高Cs离子有关,其特征拉曼谱峰为1120cm^-1和1096cm^-。     

高温高压条件下水镁石相变的拉曼光谱研究

本文应用金刚石压腔装置结合拉曼光谱分析技术原位观测了高温高压条件下水镁石的结构变化特征。结果表明：常温升至300℃过程中,随温度升高,水镁石中表征H-O对称伸缩振动的3652 cm-1拉曼特征峰向低波数移动,拉曼特征峰波数与对应的体系温度呈现良好的线性相关关系。常温条件下体系加压过程中,当压力升高至1.19 GPa时,水镁石中表征H-O振动的3652 cm-1拉曼峰向高波数移动并逐渐消失,同时产生表征方镁石的1078 cm-1拉曼特征峰,表明水镁石脱水相变为方镁石。随后压力降低过程中,表征水镁石H-O振动的3652 cm-1拉曼特征峰没有重新出现,脱水相变过程不可逆。     

红外光谱和拉曼光谱在热处理海蓝宝石鉴定中的应用

在适当的热处理条件下,黄绿色绿柱石能够转变为理想颜色的海蓝宝石。天然海蓝宝石与热处理海蓝宝石的价格差异较大,因此探索热处理海蓝宝石的诊断性鉴定特征就显得十分必要。对不同温度下热处理海蓝宝石进行傅里叶变换红外光谱和激光拉曼光谱的测试分析,结果发现,当热处理温度超过400℃后,随着加热温度的升高,在红外光谱中由[Fe2（OH）4]2＋伸缩振动gI起的3233cm叫处吸收谱峰明显减弱,直至消失。5268cm叫附近由水伸缩和弯曲振动}I起合频区的吸收带由尖峰变得宽缓;8700,6818cm叫两处水吸收峰的相对强度也随着加热温度升高而减弱。热处理海蓝宝石Si-0-Si伸缩振动产生的在682,3604cm叫处的拉曼光谱谱峰强度随着加热温度升高逐渐减弱,1070cm“处的拉曼峰强度明显降低。经700℃加热后,拉曼光谱基线明显向上方漂移。这些光谱特征变化对热处理海蓝宝石的鉴定有重要意义。     

具磷灰石假象绿松石的岩石矿物学及谱学特征

采用x射线粉晶衍射（XRD）、博里叶变换红外光谱（FTI码以及拉曼光谱等方法对安徽马鞍山具磷灰石假象的绿松石进行了研究。结果表明：其主要矿物组成为绿松石,保留了磷灰石六边形的形态特征。XRD~U试的特征谱线d值为36745～36748（111）、29008～29025（123）、34247～34293（2101、32709～32781（113）、61626～61781（011）3020130～20162（301）,与绿松石的标准衍射谱线基本致。红外光谱测试分析表明：3510～3465cm。间的谱带归属绿松石0（OH）的伸缩振动,3300～3070cm’间的谱带归属为绿松Nu（M-H。O）伸缩振动,1210-1012cm’间的谱带归属为绿松石U3口O。）ira缩振动,在838cm。附近的吸收谱带归属为绿松石6（OH）弯曲振动,655-480cm。间的谱带归属为绿松石u4（P04）弯曲振动。拉曼光谱测试分析表明：3466cm’附近的尖锐拉曼谱峰归属于绿松石（OH）基团的伸缩振动所致,宽缓的拉曼谱峰3281cm’~03078cm’归属于绿松石中水合络离子的伸缩振动,798cm’谱峰则是由于OH的弯曲振动所致。     

金刚石中水的研究

根据红外光谱定量分析的原理，利用吸收峰位之间的相关性，判别出金刚石中结构水(-OH)的伸缩振动频率为3760cm^-1；水分子的反对称伸缩与对称伸缩振动频率分别为3630cm^-1和3200cm^-1。在分别垂直于金刚石(100)、(110)及(111)方向上的定向显微红外光谱研究表明：-OH、H2O及C-C键在不同方向上所测得的浓度是不相同的；样品本身存在晶格畸变；-OH和H2O共有的OH基团在金刚石中的取向并不相同；-OH和H2O并没有进入金刚石的晶格，更多的可能是存在于金刚石的空隙中。     

Raman Micro-Spectroscopic Study of Sulfate Ion in the System Na2SO4 – H2O

This work aims to quantify sulfate ion concentrations in the system Na₂SO₄-H₂O using Raman micro-spectroscopy.Raman spectra of sodium sulfate solutions with known concentrations were collected at ambient temperature（293 K） and in the 500 cm^₁-4000 cm^-1 spectral region.The results indicate that the intensity of the SO₄^2- band increases with increasing concentrations of sulfate ion.A linear correlation was found between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₁,which represents the ratio of the area of the SO₄^2- band to that of the O-H stretching band of water（A_s/A_w）:I₁=-0.00102+0.01538 c.Furthermore,we deconvoluted the O-H stretching band of water(2800 cm^-1-3800 cm^-1) at 3232 and 3430 cm^-1 into two sub-Gaussian bands,and then defined Raman intensity of the two sub-bands as A_Bi(3232 cm^-1) and A_B2(3430 cm^-1),defined the full width of half maximum（FWHM） of the two sub-bands as W_B1(3232 cm^-1) and W_B2(3430 cm^-1).A linear correlation between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₂,which represents the ratio of Raman intensity of SO₄^2-（A_s）(in 981 cm^-1) to(A_B1+A_B2),was also established:I₂=-0.0111+0.3653 c.However,no correlations were found between concentration of SO₄^2-（c） and FWHM ratios,which includes the ratio of FWHM of SO₄^2-（W_s） to W_B1 W_B2 and W_B1+B2(the sum of W_B1 and W_B2),suggesting that FWHM is not suitable for quantitative studies of sulfate solutions with Raman spectroscopy.A comparison of Raman spectroscopic studies of mixed Na₂SO₄ and NaCI solutions with a constant SO₄^2- concentration and variable CI^- concentrations suggest that the I\ parameter is affected by CI^-,whereas the I₂ parameter was not.Therefore,even if the solution is not purely Na₂SO₄-H₂O,SO₄^2- concentrations can still be calculated from the Raman spectra if the H₂O band is deconvoluted into two sub-bands,making this method potentially applicable to analysis of natural fluid inclusions.     

冷冻条件下天然包裹体中流体水分子氢键的拉曼光谱特征

水的拉曼图谱实际就是带氢键作用的OH伸缩振动峰(包括对称伸缩振动峰和反对称伸缩振动峰)和不带氢键作用的OH对称伸缩振动峰(包括对称伸缩振动峰和反对称伸缩振动峰)的叠加包络线,通过对流体中水的拉曼图谱的分析可以反映流体中氢键作用的强弱.因此,用Renishaw MK1-1000型显微激光拉曼探针原位分析了冷冻条件下天然的流体包裹体腔内流体水分子的氢键作用.研究表明,在冷冻条件下,水分子运动以带氢键作用的伸缩振动为主,同时还有微弱的非氢键作用的伸缩振动;随着温度的降低,流体中水分子的氢键作用不断地增强;在-130~-180 ℃区间氢键作用增强的趋势明显加大,暗示流体性质在此温度区间可能发生了突变.      

高温高压下NaCl-H2O体系的Raman光谱分析: 一种新的流体包裹体盐度测定方法

利用水热金刚石压腔研究了高温高压下0.0%、5.0%、10.0%和20.0%的NaCl-H2O体系的Raman光谱,研究结果发现:对于盐度一定的NaCl-H2O体系,当压力不变时,水的Raman伸缩谱峰的波数变化量△v(O-H)随温度的升高而不断增加;当压力不同时,△v(O-H)随温度的变化关系(偏移斜率S)不受压力的影响,而只与盐度相关.利用该性质可以用来确定流体包裹体的盐度(W),其计算公式如下:W=123.25S2-128.11S+32.40,误差为0.46%.     

OH point defects in olivine from Pakistan

The infrared (IR) spectra of gem-quality olivine crystals from Pakistan, formed in serpentinised dunitic rocks, are characterised by strongly pleochroic absorption bands at 3,613, 3,597, 3,580 and 3,566 cm^?1. These bands are assigned to O-H stretching vibrations of OH point defects corresponding to H₂O concentrations of about 35 wt ppm. Unlike other olivine spectra, the dominating bands are strongly polarised parallel to the b-axis. The unusual spectra type, excludes the presence of planar defects. This finding is supported by transmission electron microscopy. The 3,613 cm^?1 band is related to vacant Si sites, the slightly lower energetic bands preferentially to vacant M2 sites. The exclusive presence of these bands is not only a characteristic feature of olivines treated under high P,T conditions equivalent to mantle environment, the presence of these bands in untreated natural olivine also indicates formation conditions equivalent to crustal rocks.     

辐射处理金刚石的谱学研究及其意义

利用傅立叶显微红外光谱、紫外-可见-近红外吸收光谱、低温光致发光谱、拉曼光谱等4种谱学方法,对10颗辐照改色（R1-R10）的彩色天然金刚石进行了研究。利用可见吸收光谱和低温光致发光谱研究了金刚石石中的点缺陷产生系列的色心峰,指出在可见吸收光谱中除了有N3心吸收峰外,还可见595和637色心峰;在低温光致发光谱中发现有色心组合峰575,595和637等的出现,此组合峰与近红外区4929cm^-1处的H1b和5156cm^-1处的H1C色心峰共同存时,不仅是辐照处理绿色金刚石的鉴定证据,也是辐照处理各种彩色金刚石的重要的标志之一。本研究为辐射处理金刚石的鉴别和工艺流程提供了新的谱学依据和思路。     

Mineralogical Research on Tooeleite

Tooeleite Fe6(AsO3)4SO4(OH)4·4H2O is a ferric arsenite sulfate mineral only found in acid mine drainage at present, which has environmental significance for arsenic remediation because of its high stability in the regolith. The authors synthesized tooleite using temperature-constant water batch reactor, and for the first time studied by X-ray diffraction (XRD), infrared (IR) and Raman spectroscopy. The XRD result indicates tooeleite can form more crystalline solids in an acid environment than in an alkaline environment; the characteristic peak at FTIR of 770 cm-1is attributed to stretch vibration of As-O; the characteristic peaks at Raman of 663, 609, 512, 455 and 365 cm-1are attributed to the stretch vibration of As-OH (ν3), asymmetric stretch vibration (ν5), asymmetric bending vibration (ν4) of AsO33- and bending vibration of O-As-O; the incongruent dissolution occurs when PH of solution is higher than 3. Low Ph environmental benefits for formation of more high crystalline tooeleite. The batch experiment determined for the first time the solubility product (Ksp) and the standard Gibbs free energy of the reaction, which are 107.7 and-3605 kJ/mol, respectively.