硬玉和透辉石的光吸收谱和颜色

本文报道若干天然硬玉和透辉石的光吸收谱,并在配位场分析的基础上讨论其致色原因。铁离子和铬离子均可使硬玉和透辉石呈现绿色。铬含量低但铁含量较高的样品(如Di-17)呈暗绿色。透辉石(Di-17)的偏振光吸收谱表明,这些样品的颜色与Fe~(2+)(M_1)→Fe~(3+)(M_1)荷移跃迁和配体→金属荷移跃迁密切相关。翠绿色样品含铬量相对地较高,其频色主要取决于Cr~(3+)离子在可见区内的自旋允许跃迁。红色和黄色硬玉的颜色与很强的配体→金属荷移吸收有关。     

透辉石光吸收谱研究

W.B.White和K.L.Keester用非偏振光观测过透辉石的室温谱;R.G.Burns用偏振光作了更仔细的观测;G.M.Bancroft等人也均作过观测。他们观测到的谱带最多的达六条,本实验除观察到与他们相似的谱带之外,还多了两条,一共观察到了十条谱带。 透辉石Fe~(2 )离子的自旋允许谱,也曾有人报道,但对它的自旋禁戒跃迁报道很少。本文对所观测到的谱,不采用多参量实验拟合的办法,而用赵给出的3d径向波函数,按点-荷模型,对透辉石在M_1位置Fe~(2 )离子的自旋允许谱和禁戒谱作了合理的解释。     

黑云母的穆斯堡尔谱学及其在两类不同成因花岗岩体研究中的应用

在等加速穆斯堡尔谱仪上,用25毫居里Pd衬底的~(57)Co放射源测试了25个岩体中54个黑云母的穆斯堡尔谱。Fe~(2 )为四极分裂(Q.S.)值较大的一组不对称强双峰,而Fe~(3 )则为Q.S.值小的一组不对称弱双峰。用最小二乘法计算拟合成劳伦兹线型谱表明,Fe~(2 )和Fe~(3 )在晶格中分别有两个八面体M_1和M_2晶位,但部分样品中Fe~(3 )则占据了M_1和四面体T晶位。它们均属三八面体型为主的黑云母类型。由于黑云母样品分别产出于不同成因类型(同熔型、改造型,同熔型 改造型)的花岗岩体中,反映在穆斯堡尔参数值上存在着规律性的变化。从同熔型到改造型的黑云母中,Fe~(2 )M_1和M_2位的Q.S.值逐渐减少,但I.S.值在M_1位中略有增加;Fe~(3 )M_1位的Q.S.值和I.S.值则逐渐地减少。在改造型岩体的黑云母中Fe~(3 )仅见于M_2位,而在同熔型岩体的黑云母中Fe~(3 )则占据T晶位。     

莱河矿中阳离子的分布

在100—688K之间测量了河北莱河矿的穆斯堡尔谱。高温穆斯堡尔谱表明,莱河矿只显示一个Fe~(2+)双峰。没有测出铁榄橄石的存在。如果将莱河矿冷却到室温以下,则在240K首先出现磁分裂的谱线。从莱河矿的Fe~(2+)和Fe~(3+)双峰的面积比和化学成分能估算Fe~(2+)和Fe~(3+)的占位以及空位在M_1和M_2上的分布:对M_1来说为0.65Fe~(2+)+0.35□;对M_2来说为0.90Fe~(3+)+0.1□。Fe~(2+)和Fe~(3+)的同质异能位移随温度的变化率分别为-9.8×10~(-4)mm/s·K和-5.7×10~(-4)mm/s·K,计算了四极分裂与温度的相关性     

蒙脱石向海绿石转变的“海绿石化”模拟研究

海绿石是一种浅海相沉积指示矿物,形成成熟的海绿石需1Ma。本文以含铁量很低的蒙脱石和0.1mol/LFe~(3+)、0.2mol/LK~+的离子溶液分别为初始物质在50℃恒温环境和不同的pH、Eh条件下,模拟海绿石化过程,并通过XRD、FTIR、SEM、ESR等检测反应产物。研究发现,在SEM下观察到球形纳米颗粒的海绿石出现;同时XRD谱图上除出现云母类矿物的001衍射峰外,还出现d值为0.1520nm和0.1498nm的代表海绿石和铁伊利石的060特征衍射峰。pH和氧化还原条件对产物的影响比较显著,pH为酸性时出现海绿石和铁伊利石的组合,其红外吸收谱中出现AlFe~(2+)OH或Mg~(2+)Fe~(3+)OH(3547~3562cm~(-1))、Fe~(3+)Fe~(3+)OH的伸缩振动峰,与之相应的ESR中出现g=1.978的八面体位Fe~(3+)的共振峰;当pH介于中性的时候,红外光谱谱图上出现明显的AlFe~(2+)OH、Mg~(2+)Fe~(3+)OH(3550~3562cm~(-1))和Al~(3+)Fe~(3+)OH(870cm~(-1))振动;pH为碱性时,出现Fe~(3+)Mg~(2+)OH(3560cm~(-1))振动;上述红外吸收振动的出现表明Fe~(3+)已经进入了蒙脱石结构的八面体位。蒙脱石在上述条件下发生明显的改变,发生海绿石化或铁伊利石化,pH和氧化还原条件对结果的影响比较显著,酸性的环境中海绿石化显著,而中性至碱性的环境则发生铁伊利石化。     

浙江渡船头“伊利石”应属绢云母

渡船头云母状矿物长期以来被称为“伊利石”,近期经过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、差热分析(DTA)、电子显微镜(EM)观察及化学组成等研究后显示:这种呈薄鳞片状、粒度很细(一般小于5μm)、结晶度高的矿物,其d(002)=9.95?,为2M多型,出现特征的3625cm~(-1)、3450cm~(-1)、1020cm~(-1)、935cm~(-1)、825cm~(-1)、799cm~(-1)、755cm~(-1)、543cm~(-1)、480cm~(-1)红外吸收和40—70℃、106.4—111.2℃两弱吸热谷及630—670℃强吸热谷;矿物MgO小于0.25%,结构中八面体Mg~(2+)量小于0.03,以Al~(3+)和Fe~(3+)为主,八面体电荷为-0.052—+0.048/O_(10)(OH)_2,K_2O一般大于9%。上述这些均表明,渡船头“伊利石”应属绢云母。     

矿物中的变石效应:金绿宝石,石榴石,刚玉,荧石

变石状(alexandrite-like)矿物的吸收光谱和它们的颜色起因作了概述。变石,是金绿宝石矿物的一个变种,它的颜色被认为是Cr~(3+)出现在金绿宝石结构中的Al~(3+)位置造成的,它进入Al_2位置比进入Al_1位置更为优先,因为它的Al—O间距较大。变石的吸收光谱显示出处于八面体配位的晶格位置中Fe~(3+)和Cr~(3+)的强带。Cr~(3+)光谱中较强组份的数量和偏振强度可用Al_2配位多面体(m对称)的畸变加以解释。在Al_1位置上的Cr~(3+)的谱带强度较低,并且只能看成Cr~(3+)(Al_2)带的台肩。变石状石榴石可被细分为富铬镁铝榴石和富锰铝榴石质的、含钒和(或)铬的镁铝榴石。在两个变石状石榴石族中,Cr~(3+)(4T_2←4A_2)和V~(3+)(3T_2←3T_1)的最大吸收大致位于17500Cm~(-1)的光谱区。这一事实可用两个石榴石族县有近似的晶体场强度解释之。变石状天然刚玉的光谱则用Cr~(3+)(V~(3+))、Fe~(3+)的d-d跃迁以及Fe~(2+)/Ti~(4+)和Fe~(2+)/Fe~(3+)的电荷转移带的迭加来解释。在变石状萤石谱中,可以观察到y~(3+)、Ce~(3+)和Sm~(2+)的吸收带。所有具有颜色变化的矿物和其它变石状相的吸收谱,除了在17300和17800cm~(-1)之间有一个最大的强吸收之外度还在1500和1600cm~(-1)之间以及19700和2IOOOcm~(-1)之间出现最小吸收。比色研究表明,将日光变为人造光时,色,图中主要波长向其红光区位移。在日光中是绿色的晶体,在人造光中通常变成红色,在日光中是蓝绿色或浅蓝色的晶体,在人造光中变成淡红紫色。     

河北邯邢地区绿脆云母的研究

绿脆云母是一种稀少的矿物,在河北邯邢地区的几个铁矿的镁铝矽卡岩中都发现有该矿物,它与钙镁橄榄石、富铝透辉石、尖晶石及富铝角闪石等共生。暗绿色,假六方板状自形晶,其硬度因不同结晶方向而异→(001)面Hv=104.5Kg/mm~2,柱面Hv=375.1Kg/mm~2。绿脆云母的化学成分按照类质同象R~(2+)(Vl)+Si(lV)R~(3+)(Vl)+Al(lV)的关系变化。在绿脆云母中检测出IM、3T和Md三种多型,3T是在天然绿脆云母中首次发现的。通过穆斯堡尔诺的研究发现其四面体配位中有Fe~(3+)。绿脆云母的红外光谱变化不大,3730cm~(-1)的羟。基伸缩带对应Mg-Mg-Mg八面体组成,3615cm~(-1)对应Mg-Mg-Al八面体组成。在1000℃和1050℃绿脆云母的结构,部分和全部被破坏,并产生新相尖晶石等。绿脆云母是在一种富铝贫硅并相对高温条件下形成的。     

东秦岭商南—丹凤地区蛇绿岩中角闪石的阳离子占位度及其地质意义

本文应用红外光谱法测定了东秦岭商南—丹凤地区蛇绿岩中12个钙质角闪石的阳离子占位度。根据羟基(OH)A、B、C、D 四个谱带的强度,分别计算出角闪石结构中 M_1、M_3、[M_2+M_4]晶位上 Fe~(2+)和 Mg~(2+)以及 M_4晶位上 Ca~(2+)和 Na~+的占位系数。结果表明,这些阳离子在角闪石不同结构位置上的占位度是角闪石结晶温度和压力的函数,为确定该区角闪石及其寄主岩石形成的变质温、压条件提供了有意义的信息。     

福建马坑铁矿中角闪石的谱学特征及成因意义

文章研究了马坑铁矿中角闪石的红外光谱、穆斯堡尔谱及热谱特征,特别是阐述了角闪石的(OH)伸缩振动红外光谱的A、B、C、D振动带随Fe~(2+)和Mg含量变化而产生的规律性变化。探索了谱学参数与Fe_2O_3、Al_2O_3、FeO、MgO、MnO的关系。应用(OH)红外光谱的四个振动带的相对强度和穆斯堡尔谱参数计算了Fe~(2+)和Mg在M_1、M_2、M_3晶位中的分配及占位顺序,进而讨论了角闪石的成因。     

山东蓝宝石的呈色机制

本文采用电子探针、顺磁共振、吸收光谱等手段,着重研究了山东蓝宝石的吸收光谱特征,讨论了它的呈色机制,并简单论述了其改色的可能性。20000～10000cm~(-1)范围内的电荷转移跃迁是造成蓝宝石不同色调和颜色的主要原因,Fe~(2+)-Ti~(4+)、Fe~(2+)-Fe~(3+)、Fe~(3+)及O~(2-)-Fe~(3+)等吸收峰(带)的强弱和相对强弱决定了蓝宝石的具体颜色。如何协调这几个吸收峰的吸收强度是蓝宝石改色的关键。     

吉林省集安安绿玉矿物学特征

安绿玉产于吉林省集安地区,为胶状隐晶质蛇纹石矿物集合体,属岫玉一个新品种。安绿玉的化学成分与蛇纹石的理论化学组成接近。x射线、红外吸收光谱、电子显微镜、穆斯堡尔谱和吸收谱研究表明:安绿玉主要由利蛇纹石组成,含有一定量正纤蛇纹石。利蛇纹石为片状、正纤蛇纹石为管状、纤维状集合体。安绿玉具多种颜色,它取决于铁的含量、价态和位置,含Fe~3+呈黄色系列,而Fe~(2+)→Fe~(3+)电荷转移吸收呈蓝色系列。利蛇纹石的Fe~(2+)、Fe~(3+)在八面体M_1和M_2位置上分布是无序的。文中还论述了玉石特征及其与成分和结构的关系。     

新疆绿柱石宝石辐照致色机制的吸收光谱研究

本文对新疆阿尔泰天然淡蓝、浅蓝宝石级绿柱石辐照前后及退火处理伴随着颜色改变的吸收光谱等进行了分析讨论,认为天然淡蓝、浅蓝色绿柱石经~(60)Co-γ辐照变成黄绿色,其原因主要归因于遂道中Fe~(2-)向Fe~(3+)的转变和八面体中Fe~(3+)和配位体O~(2-)的电荷转移。     

黄色葡萄石的光谱学特征研究

利用傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和紫外可见光谱仪等测试分析手段,并结合偏光显微镜及常规宝石学方法,对黄色葡萄石样品进行了系统的测试研究。结果表明,黄色葡萄石具有典型的显微交织结构。红外吸收光谱和拉曼光谱显示了硅氧官能团的振动在900-1100cm~(-1)和400~800cm~(-1)波段产生特征吸收峰,同时OH~-的振动产生了3495cm~(-1)红外吸收峰和320cm~(-1)、390cm~(-1)拉曼吸收峰。紫外可见光谱显示,葡萄石具有430nm和580nm的吸收带,推断其黄色调是由Fe~(3+)致色形成的。     

绿泥石的差热分析

绿泥族矿物是一个成分复杂、种属繁多的大家族.其结构系由滑石和水镁石互层组成.一般的化学式为:[(Mg、Fe~(2 ))_(6-n)(Al、Fe~(3 ))_n][Al_nSi_(4-n)]O_(10)(OH)_8,其中n=0.6-2,八面体中常有Ni~(2 )、Mn~(2 )、Cr~(3 ),四面体中有Ti~(4 )、Cr~(3 )、Fe~(3 )等阳离子混入.在绿泥石族矿物中,类质同象置换是很普遍的.在六次配位中Mg(?)Al之间、四次配位中Si(?)Al之间的置换;另一种重要的置换即Fe对Mg的置换,而且Fe~(2 )对Mg~(2 )的置换是任意的,Fe~(2 )/     

舒兰粘土矿中铁的赋存形式

舒兰粘土矿系高岭石型粘土矿,其中Fe_2O_3的含量达1.5～2.7％。经穆斯堡尔谱研究,有二对四极双峰,IS分别为0.450～0.462、0.425～0.439mm/s,QS分别为0.938～0.958、0.397～0.476mm/s。表明其中的铁基本都是高自旋的Fe~(3+),主要赋存于蒙脱石—囊脱石晶格的配位八面体中,M_1与M_2中均分布有铁,其原子比约为1:3。     

尼日利亚石—塔菲石—黑铝镁铁矿及相关系列矿物的晶体结构构筑原理

从氧原子最紧密堆积以及阳离子充填四面体和八面体空隙原理出发 ,以简单氧化物矿物最紧密堆积结构类型金绿宝石、尖晶石、铁钒矿为基础 ,深入讨论了复杂氧化物矿物最紧密堆积结构类型彭志忠石、尼日利亚石、塔菲石、黑铝镁铁 (钛 )矿等晶体结构构筑原理。以O表示全部为阳离子八面体配位的层 ;以T层表示阳离子八面体配位与阳离子四面体配位的混合层 ,其中T1表示阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 ,T2 表示阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层。这类矿物晶体结构可用O、T1、T2 堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。如 :彭志忠石 ( 6H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,塔菲石 ( 8H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT2 OT1… ,尼日利亚石 ( 2 4R)的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 …晶体结构单位 ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。     

镁钠闪石石棉的热处理研究

镁钠闪石石棉是我国分布最广的碱性角闪右石棉。其结构与透闪石相似,硅酸根双链Si_4O_(11)角顶相对,为M_1、M_2和M_3位置的C类阳离子(Mg、Fe~(2 )、Fe~(3 )、Mn等)连接,构成“类滑石带”。带之间被占据M_4位置的B类阳离子(Na、Ca、Mn等)连接,并有一空隙,称为A位。当K_ 和B类阳离子满足后,多余的Na以及结晶水等则充填其中。在空气中进行加热处     

澳大利亚孟席斯祖母绿的光谱学特征

采用红外吸收光谱、拉曼光谱、紫外-可见-近红外吸收光谱等无损分析技术,并结合激光诱导击穿光谱和电子探针对澳大利亚孟席斯祖母绿的光谱特征、成分特征和颜色成因进行了研究。红外光谱分析显示孟席斯祖母绿具有[Si_6O_(18)]基团振动特征,其结构孔道中的Ⅱ型水吸收强于Ⅰ型水;拉曼光谱特征峰主要在323 cm、397 cm~(-1)、685 cm~(-1)和1067 cm~(-1),并可检测到142 cm~(-1)和190 cm~(-1)等弱散射峰;紫外-可见-近红外吸收光谱主要由Cr~(3+)、V~(3+)、Fe~(2+)和Fe~(3+)的吸收组成,其中424 nm和611 nm的吸收由Cr~(3+)和V~(3+)联合作用导致,644 nm、661 nm和682 nm的吸收由Cr~(3+)产生。结合Cr_2O_3含量显著高于V_2O_3的化学成分特征,表明孟席斯祖母绿主要由Cr致色。同时将孟席斯祖母绿与云南祖母绿进行对比分析,为孟席斯祖母绿的宝石学鉴定和质量评价提供依据。     

岫岩玉的穆斯堡尔谱学研究

岫岩玉是我国的主要玉种之一,属于蛇纹石玉。在X射线衍射、红外光谱、可见光吸收谱,及电子显微镜等项研究确切查明主体矿物为叶蛇纹石的基础上,选两个优质玉样进行~(57)Fe穆斯堡尔谱学研究。岫岩玉的穆斯堡尔谱由两组四级双峰构成,第一组双峰(δ=1.12,△=2.73与2.72mm/s)系由镁氧八面体中的Fe~(2+)形成,另组双峰(δ=0.35与0.36,△=0.63与0.55mm/s)反映的是镁氧八面体中的Fe~(3+),Fe~(3+)/Fe~(2+)分别为0.90与0.78。铁是参与叶蛇纹石晶格的组分;Fe~(3+)与Fe~(2+)均处镁氧八面体中;Fe~(3+)/Fe~(2+)近于与小于1是制约它呈绿色的主要因素。