不同颜色磷灰石的宝石矿物学研究

论文摘要

磷灰石是火成岩中最为常见的副矿物,其化学通式为Ca5（PO4）3（OH,F,Cl）。本论文对山西灵丘绿色磷灰石、安徽淡杏色磷灰石以及陕西灰绿色磷灰石进行宝石学研究,主要通过宝石显微镜、偏光显微镜、X射线荧光光谱仪、电子探针、LA-ICP-MS、傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见光分光光度计和显微拉曼光谱仪等仪器对三个产区不同颜色磷灰石的化学成分及谱学特征进行了系统研究,重点探究了磷灰石微量元素的指示意义,以及谱学特征的表征意义,同时对三个产地不同的包裹体进行了对比研究。山西灵丘绿色磷灰石多呈现自形-半自形的六方柱,裂隙发育,发光性中等;安徽淡黄色磷灰石呈板状,自形程度差,光泽较弱,发光性较强;陕西灰绿色磷灰石晶体为六方柱,自形程度高,解理不发育,紫外光下无发光现象。XRF测试结果显示主要元素Ca与P的变异系数（C.V.）不同,山西灵丘、安徽、陕西磷灰石的变异系数逐渐减小,且变异系数与LA含量成正相关关系。红外光谱测试分析结果显示,不同产地磷灰石光谱特征主要由[PO4]3-的振动导致。三个产地磷灰石红外吸收峰位并未发生偏移,弯曲振动峰v4有两处波峰,其分裂程度与结晶度相关。此外,还发现[SO4]4-的不对称变角振动峰可增强v4在606cm-1的红外吸收峰。紫外分光光谱仪测试结果显示,不同颜色来源的磷灰石发光元素主要都是Ce。稀土元素Ce与Eu会存在荧光猝灭现象,且为等浓度猝灭。通过计算可知,陕西产地磷灰石发光元素摩尔数比值n（Ce）/n（Eu）为1.45,陕西样品在紫外灯与Diamondview中未发光;安徽产地磷灰石发光元素摩尔比值n（Ce）/n（Eu）为1.96,安徽样品发黄绿色荧光;山西灵丘产地磷灰石发光元素摩尔比值n（Ce）/n（Eu）为12.08,样品发橙-紫色荧光。由此可见,磷灰石中n（Ce）/n（Eu）<1.5时,磷灰石发生荧光猝灭而不显示发光性。同时w（Mn）/w（Fe）的比值也可指示元素对发光性不同的作用。山西灵丘磷灰石与陕西磷灰石w（Mn）/w（Fe）<1,Mn与Fe对磷灰石发光起抑制发光作用;安徽磷灰石w（Mn）/w（Fe）>1,Mn与Fe主要对磷灰石发光起增强的作用。经拉曼测试,可见三产地[PO4]3-振动峰,差异较小。此外经拉曼光谱测试可知安徽和陕西磷灰石中气液包裹体中气体主要成分为CO2。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
•   1.1 选题背景与研究意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 磷灰石矿床研究现状
•     1.2.2 磷灰石晶体结构研究
•     1.2.3 稀土元素研究
•     1.2.4 磷灰石谱学研究
•   1.3 研究内容与主要工作量
• 2 磷灰石的宝石学基本性质
•   2.1 外观特征
•   2.2 10倍放大镜下观察特征
•   2.3 光学性质及物理参数
•   2.4 发光性研究
•     2.4.1 紫外荧光实验特征
•     2.4.2 Diamondview发光特征
•   2.5 光学显微镜下特征
•     2.5.1 宝石显微镜下特征
•     2.5.2 偏光显微镜下特征
•   2.6 本章小结
• 3 磷灰石化学成分分析
•   3.1 电子探针成分分析
•     3.1.1 测试条件
•     3.1.2 测试结果与分析
•   3.2 X射线荧光光谱（XRF）成分分析
•     3.2.1 测试条件
•     3.2.2 测试结果及分析
•   3.3 LA-ICP-MS测试
•     3.3.1 测试条件
•     3.3.2 测试结果分析
•   3.4 本章小结
• 4 振动谱学研究
•   4.1 傅里叶变换红外光谱特征
•     4.1.1 测试条件
•     4.1.2 测试结果与分析
•   4.2 紫外可见光分光光谱测试
•     4.2.1 测试条件
•     4.2.2 测试结果与分析
•   4.3 拉曼光谱特征
•     4.3.1 测试条件
•     4.3.2 测试结果与分析
•   4.4 本章小结
• 5 质量评价
•   5.1 颜色
•   5.2 净度
•   5.3 重量
•   5.4 切工
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨艳飞

导师: 余晓艳,李海波

关键词: 磷灰石,宝石学,包裹体,稀土元素,谱学特征

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P619.28

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000953

总页数: 74

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