豫西陆院沟金矿黄铁矿拉曼光谱特征及其对多期成矿的指示意义

豫西陆院沟金矿是熊耳山地区重要的破碎蚀变岩型金矿，黄铁矿是其主要的载金矿物，对黄铁矿主量元素、微量元素、同位素等进行测试能够分析金矿的成矿过程，常规的测试手段主要有电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子质谱等方法，但这些方法具有测试时间长、成本高的缺点。不同温压条件下形成的黄铁矿其光谱特征不同，对黄铁矿进行激光拉曼测试，分析其拉曼特征位移峰及半高宽（FWHM）的变化可判断黄铁矿形成的温度和压力，进一步可推测金矿的成矿过程，该方法相比于传统的分析测试方法具有经济、高效的优势。通过对陆院沟金矿不同标高430~670 m的黄铁矿样品进行拉曼光谱分析发现其379 cm-1附近的特征拉曼位移A_g自标高430~500 m呈现不断增大的趋势，自标高500~580 m呈现不断减小的趋势，自标高580~670 m又呈现不断增大的趋势。A_g拉曼位移一般随着成矿压力的增大而增大，推断控矿断裂存在两期构造活动，第一期构造活动破碎带达到标高500 m左右，第二期构造活动是在第一期的基础上继续向上发展，达到标高约670 m的范围。379 cm-1处特征峰半高宽可指示黄铁矿晶体的结晶度和有序度，一般特征峰半高宽越宽其结晶度、有序度越差，黄铁矿结晶沉淀温度越高。从标高430 m至标高500 m，载金黄铁矿在379 cm-1附近峰的半高宽从7.94逐渐增大到12.81，自标高500 m至标高670 m，其半高宽从12.81逐渐减小到8.81。推测与两期构造相对应，存在两期热液活动。通过对标高430 m处的黄铁矿进行电子探针扫面分析，发现确实存在两期热液活动，第一期热液中As元素含量较低，第二期热液As元素含量较高。对标高430 m处第二期热液形成的黄铁矿进行拉曼光谱测试，其A_g为381.86，指示了较低的结晶沉淀压力；半高宽为12.80，指示了较高的黄铁矿结晶沉淀温度。上述事实证实了推测的地质过程。     

钦杭结合带南段和寮铅锌多金属矿床石英的谱学特征及其指示意义

钦杭成矿带南段和寮铅锌多金属矿地区矿化、近矿体和远离矿体等三类岩石样品中石英的粉晶X射线衍射、红外光谱及拉曼光谱研究结果表明,远离矿体和矿化岩石样品中的石英较为纯净,而近矿岩石样品中的石英含有少量杂质,但这种少量的杂质并没有引起石英晶胞参数的明显变化;远离矿体的岩石→近矿岩石→矿化岩石中石英的结晶度和有序度越来越高的,且矿化岩石样品中的α-石英有向对称性较低的石英转变趋势;石英的1 050cm-1红外吸收峰分裂为一对强双峰为含矿岩石样品所独有,可以有效地作为是否成矿的标志;造成石英微观结构变化的原因可能与后期成矿热液的活动密切相关。远离矿体的岩石中石英形成后受后期热液的影响很弱,含矿样品中的石英受多期次热液的作用易产生重结晶、结构调整作用等而纯化,而近矿岩石样品中的石英受到热液的影响但不足以达到纯化的效果。谱学研究是一种深入探讨研究区成矿过程、成矿规律的有效技术。     

安徽齐云山恐龙蛋化石的显微结构和拉曼光谱特征

安徽齐云山恐龙蛋化石为最新发现,为研究恐龙蛋壳形成方式的多样性提供了新的资料。利用偏光显微镜和激光拉曼光谱仪分析了齐云山恐龙蛋蛋壳的内部矿物组成和结构特征,结果表明：齐云山恐龙蛋壳的主要组成为方解石和有机基质,其次还包括少量的石英、蛋白石、白云母、白云石、海绿石和针铁矿,成因归属于矿质填充作用和碳化作用。偏光显微结构特征显示,原生方解石和次生方解石呈明暗交替的文象结构。原生方解石结晶较差,为蛋壳成岩石化的产物,次生方解石结晶较好,其中可见少量的石英。拉曼测试原生方解石和次生方解石的主要特征峰均位于1 087,282,713和155 cm-1附近,但次生方解石比原生方解石的特征拉曼峰散射强度更强,结晶程度更高,颗粒更粗大,与镜下观察结果一致。有机基质微晶振动和晶面内C-C伸缩振动的拉曼峰分别位于1 360和1 600 cm-1附近。466,209,130,357和404 cm-1附近的拉曼峰为石英的特征峰。此外,898,629,1 458,654和481 cm-1附近的特征峰分别代表蛋白石、白云母、白云石、海绿石和针铁矿,表明围岩中的矿物质已通过蛋壳气孔或裂隙进入其内部。该结论为研究恐龙蛋壳化石的矿物成因和赋存层位的沉积环境提供了重要的参考资料。     

云开地块西南缘飞鹅岭矽卡岩型铅锌矿床中石英和方解石的矿物学特征研究

云开地块西南缘飞鹅岭矽卡岩型铅锌多金属矿床近矿围岩、隐伏岩体、内矽卡岩、外矽卡岩和矿体中石英、方解石的拉曼光谱及红外光谱分析结果表明,与隐伏岩体中新生石英相比,近矿围岩、内矽卡岩和外矽卡岩中的α-石英有不同程度向对称性较低的石英转变的趋势;从近矿围岩→隐伏岩体→内矽卡岩,石英的结晶度和有序度在逐渐升高,外矽卡岩中石英的结晶度和有序度存在明显差异。石英这种微观结构的变化与矽卡岩成矿过程的多阶段演化密切相关,近矿围岩、内矽卡岩和外矽卡岩的石英受热液流体和温度的影响易产生重结晶、结构调整作用。在同一样品中,结晶较早呈半自形-自形晶的方解石具有较高的结晶度和有序度,相反,结晶较晚呈半自形或它形的方解石具有较低的结晶度和有序度。外矽卡岩中方解石晶体包含有二氧化硅杂质,而内矽卡岩和矿体中方解石较为纯净。其原因应与矽卡岩形成阶段相关,早-晚期矽卡岩阶段处于较高温环境下,活跃的含二氧化硅流体容易进入方解石晶体内,相反,晚期硫化物阶段处于较低温环境下,最晚结晶的方解石较为纯净。因此,石英和方解石的谱学特征反映了矽卡岩型矿床成矿的多阶段演化过程。     

粤西坡仔营钼矿花岗质岩石光谱学特征及意义

选取粤西坡仔营钼矿的花岗质岩石,研究其XRD,FT-NIR和Raman光谱特征。与花岗斑岩及远带样品相比,近带花岗岩样品XRD衍射信号弱,FT-NIR吸收信号强,石英Raman光谱信号弱。分析表明,其石英(101)晶面的XRD衍射峰、绢云母铝羟基(Al—OH)的FT-NIR特征峰(4 529 cm-1)及石英本征位移峰(464 cm-1)的半高宽均大于前二者。与其他样品不同,近带样品造岩矿物含量低,低温蚀变矿物含量高;且该带内矿物结晶度、有序度及结晶温度均较低。研究认为,坡仔营钼矿发育着一个以花岗斑岩为中心的面型低温蚀变带,而控制钼成矿的石英斑岩实为该蚀变带靠近官山嶂岩体的一部分。     

云南龙陵黄龙玉的振动光谱及XRD光谱表征

黄龙玉是云南省龙陵县近年发现的新玉石品种,在国内市场热度较高。目前对其矿物组成和光谱特征还未有报道。在常规的宝石学测试基础上,重点采用激光拉曼光谱仪、红外光谱仪和X射线粉晶衍射(XRD)分析方法,对其振动光谱特征和矿物组成进行了细致的研究。结果表明,黄龙玉显示典型的石英质玉石的振动光谱特征,主要红外吸收谱带位于1 162,1 076,800,779,691,530和466 cm-1处,分别属于Si—O—Si非对称伸缩振动、Si—O—Si对称伸缩振动、Si—O—Si弯曲振动。其中在800 cm-1附近谱带有分裂,表明黄龙玉结晶程度较好。拉曼光谱中,归属Si—O—Si弯曲振动的谱带强度较高,主要拉曼散射峰为463和355 cm-1。XRD结果证实,其矿物组成为较纯的石英,红色样品中还含有微量的赤铁矿,是其产生红色的原因。这是首次系统研究黄龙玉的红外光谱、拉曼光谱及XRD谱学特征,为其鉴定、定名及后续的研究提供科学依据。     

湖北与安徽产高品质绿松石的红外与拉曼光谱特征及意义

近年来,市场对高品质绿松石的产地识别需求愈加迫切,然而,相应的研究尚少。湖北秦古、文峰和安徽笔架山产有结构致密细腻、光洁坚韧,蓝色的绿松石。它们的谱学特征基本一致,但在峰位或强度上存在可以识别的差异。红外光谱特征中,由δ(OH)弯曲振动引起的783 cm-1附近谱带在秦古样品中表现为797和779 cm-1分裂峰,在文峰样品中表现为787 cm-1峰,在笔架山样品中表现为783 cm-1峰。不同产地的R=I_{783 cm-1}/I_{837 cm-1}值不同,秦古样品R值在0.98以上,文峰样品R值在0.85左右,笔架山样品R值集中在0.91～0.94。属于ν₄(PO₄)伸缩振动内的609 cm-1附近谱带在文峰样品中较明显且强度大,在秦古样品中峰形略宽、强度稍弱,笔架山样品在该处吸收平缓且强度很小。拉曼光谱中在3 500 cm-1附近笔架山样品的峰位波数明显较湖北秦古和文峰样品的大(为3 506和3 505 cm-1),而湖北所有样品的此峰均低于3 500 cm-1(3 495～3 500 cm-1),可能由水组分的不同造成的,且其在3 472 cm-1附近的峰强度明显偏大。同样情况发生在由ν₄(PO₄)弯曲振动引起的551 cm-1峰,可能为微量元素Zn的含量差别所致。以上特征可作为识别湖北和安徽两产地绿松石的重要谱学标志,结合其外观特征,可以将二者有效区分。以上研究结果还具有潜在的考古学价值。     

恐龙不同部位化石的激光拉曼光谱

应用波长为785nm的激光拉曼光对来自武定九厂地区的两个不同部位的恐龙化石样品研究测试,首次在1000 cm-1~1800 cm-1波数段得到碳氢物质的拉曼峰图谱。在该波数范围内,颈椎化石和尾椎化石都有强、弱两类特征峰。它们的强特征峰与源地关系不大,即同一地区的化石特征峰并不很相似。弱拉曼峰与围岩的拉曼峰相似。恐龙化石的强拉曼峰来源于生物遗体分解剩下的碳氢类物质成分,弱拉曼峰源于石化过程中外部填充物质的成分。     

胶东焦家金矿床中黄铁矿拉曼光谱特征及其成因指示意义

黄铁矿是金矿床中重要的载金矿物,它和金矿的形成有着密切的关系,通过对黄铁矿开展矿物学研究可以提供矿床成因和找矿勘查等有用信息,所以对于金矿床中黄铁矿的研究具有重要的意义。拉曼光谱是对物质分子进行结构分析和定性鉴定的微区分析技术,近年来大量用于矿物以及包裹体研究中,而拉曼光谱在黄铁矿方面的应用前人主要在于黄铁矿载金性的研究,以及高温高压下对黄铁矿的分析等等。将黄铁矿激光拉曼研究和地质岩相学观察方法相结合,来进一步探究矿物形成环境及空间变化特征。选取胶东焦家金矿中的黄铁矿,通过对不同深度和蚀变带上样品的拉曼光谱特征进行研究,探讨黄铁矿拉曼特征峰的位移以及半高宽(FWHM)变化特征及其地质意义。测试结果表明,黄铁矿A_g拉曼位移随深度变化呈现出正相关分布特征。矿化带内的黄铁矿样品的谱峰半高宽(中位数)主要集中在3.3 cm~(-1)附近。绢云岩化带半高宽主要在3.2～5.5 cm~(-1),而钾化带黄铁矿样品则位于4.1～8.4 cm~(-1)之间。由于处在矿化带和不同蚀变带上的黄铁矿半高宽值存在着变化,暗示了不同蚀变带中黄铁矿结晶度和有序度存在差异。越靠近矿化带,黄铁矿的半高宽值越低,其结晶度较蚀变带高。整体样品结晶有序度的分布呈现出矿化带绢云岩化带钾化带的特征,从浅部钾化带的黄铁矿到矿化带内的黄铁矿,半高宽逐渐降低,代表了结晶度持续变好、有序度不断地增加,指示黄铁矿形成的温度逐渐降低。远离矿化带到深部钾化带,半高宽逐渐升高,结晶有序度降低,暗示着矿物形成温度增高。整体拉曼位移和半高宽数据暗示着上下对称出现的蚀变带中黄铁矿结晶度以及形成温度以矿化带为中心上下也呈现出对称性,这和岩相学上蚀变带的分布相吻合。因此,拉曼光谱对于热液矿床中不同蚀变分带中黄铁矿形成压力以及温度的定性研究提供了一种有效而快捷的测试手段。     

低温拉曼光谱分析流体包裹体盐度的条件约束

流体包裹体盐度及类型是分析地质流体作用的重要地球化学参数。NaCl-H₂O体系是地质体中最常见的流体体系之一,其盐度通常由显微测温法获得,而盐水合物的低温拉曼光谱不仅可以用来计算流体包裹体盐度,还可以区分盐水类型。理论上讲,低温冷冻条件下的流体包裹体并非均匀体系,单一测点的拉曼光谱具有较强的局限性,由其计算的盐度并不能代表整个流体包裹体的盐度。为了更好地了解低温条件下流体包裹体的相变特征及其拉曼光谱对盐度的响应,本文通过配置五种不同浓度的NaCl溶液,研究了其在低温下的结晶过程及拉曼光谱特征。结果显示,在反复冷冻与升温过程中,冰晶首先形成,而水石盐的形成依赖于盐溶液的浓缩,多形成于冰晶间的缝隙中。水石盐的四个拉曼特征峰中,p₁[(3 402±1) cm-1]和p₂[(3 419±1) cm-1]相对强度稳定,p₃[(3 432±2) cm-1]和p₄[(3 535±4) cm-1]相对强度随盐度增加发生大幅度变化,从而导致相同盐度样品不同测点的拉曼特征比值随盐度增加而愈发离散。因此,传统的流体包裹体单一测点低温拉曼测盐误差较大,数据分析显示多点测试统计平均值才能更好的反映流体的真实盐度。相对于强度和半高宽,总峰面积与盐度相关性最好,是计算盐度的首选参数。该研究阐述了低温拉曼测盐的实验操作和数据处理方法,并阐明了其在流体包裹体分析中的应用条件。尽管操作过程较复杂,但其抗干扰强,应用盐度范围广,计算结果可靠,是重要的测盐方法。     

Study on Mineralogical Characteristics of Quartz and Calcite from Feieling Skarn-Type Pb-Zn Deposit in Southwest Margin of Yunkai MassifSCIEI北大核心CSCD

The Feieling Pb-Zn deposit of skarn-type is located the in Southwest margin of Yunkai massif, China. This ore deposit can be divided into wall rock near ore, concealed rock mass, endoskarn, exoskarn and orebody. The Raman and FTIR spectrum are conducted to study the mineralogical characteristics of quartz and calcite from five types of rocks from Feieling skarn-type deposit. The analysis shows that the quartz included in the near ore wall rock, endoskarn and exoskarn, comparing with recrystallized quartz of concealed rock mass, has a tend to change into low symmetry quartz in varying degrees. The crystalinity and order degree of quartz from near ore wall rock to concealed rock mass and to endoskarn are becoming higher, but that of quartz from different exoskarn samples display no regular. The origin or the quartz microstructure changes may be related to the multi-stage evolution of skarn mineralization process. The quartz, included in near ore wall rock, endoskarn and exoskarn, become easier to recrystallize and adjust microstructure under the influence of the multi-stage hydrothermal and temperature effect. In anyone sample, the earlier crystalline calcite, showing subhedral-euhedral crystal, display higher crystalinity and order degree. On the contrary, the later crystalline calcite, showing xenomorphic crystal, display lower crystalinity and order degree. Calcite crystal of exoskam rock contains some silica impurity, while endoskarn and orebody rock is pure. The purity of calcite crystal may relate to Multi-stage evolution of skarn mineralization process. At the early and late skarn stage, active silica-containing fluid is easier to join into calcite, which is under higher temperature environments. On the contrary, at the late quartz-surfide stage, the later crystalized calcite displays higher purity, which is under lower temperature environments. Therefore, spectral characteristics of quartz and calcite reflect multi-stage evolution of skarn mineralization process.     

天然水晶和水热法合成水晶的拉曼光谱分析

水热法合成水晶是依据天然水晶的物理化学性质并模拟其形成环境制得,常规检测方法无法鉴别。本论文采用法国(HORIBA Jobin Yvon)OLYMPUS BX41激光拉曼仪测试分析,并对天然水晶与水热法合成水晶拉曼谱466 cm~(-1)谱峰进行高斯线性拟合,发现水晶半高宽均大于6.5 cm~(-1),而合成水晶半高宽均小于6.5 cm~(-1)。拉曼光谱半高宽值的差异可对天然水晶和水热法合成水晶的鉴别提供依据。     

基于拉曼光谱的复杂硫化矿快速分类方法研究

热液硫化物型脉状矿作为一类复杂硫化矿,其区域特征、成矿规律及矿物成份已有初步研究。由于成矿时期的不同,矿石中有用矿物的特征存在较大差异,导致不同矿物的性质变化较大。在选矿过程中,矿物性质的差异一定程度增加了选矿难度,减少了有用矿物回收率。因此,迫切需要一种快速、简单的对复杂硫化矿进行分类的方法,进而提高选矿指标。激光拉曼光谱技术作为一种能够分析物质结构信息的手段,已被应用于矿物的成份鉴定和结构分析。通过对大量矿物样本的激光拉曼光谱的研究,结合矿物性质深入揭示其光谱差异的原因,提出了一种基于拉曼光谱的复杂硫化矿矿源分类方法。实验结果表明：由于此类复杂硫化矿成矿时期的差异,从而造成矿物结构和性质存在较大差异。荧光主要由原矿中的脉石矿物产生,猝灭矿物中瞒石的荧光背景后可知201.62, 242.54, 288.38和309.77 cm-1处拉曼峰可以作为此类硫化矿的拉曼指纹谱。为此,基于此类硫化矿的荧光强度和代表谱峰强度与荧光背景比值可以将矿源分为三类,并利用工业试验结果进一步验证分类方法的准确性。本研究深入分析了此类复杂硫化矿的激光拉曼光谱与其矿物性质与类别之间的密切关系,提出了矿源快速分类方法,矿样无需经过复杂的化学前处理过程,对提高选矿作业效率具有重要应用价值。     

锡石振动光谱特征与矿物成因类型

以芙蓉矿田个别矿床为例,研究了锡石的振动光谱和成因之间的关系。芙蓉矿田锡石中含有一定量的Fe, Mn, Ti, Nb和Ta等元素。X光粉晶衍射分析得出锡石晶胞体积平均为nm3量级,明显比其他成因类型的锡石晶胞体积大,主要为锡石—硫化物型。锡石样品红外光谱中4个本征峰的相对强度表明矿田中锡石的红外光谱主要为变形谱,进一步表明芙蓉矿田锡石成因以锡石—硫化物型为主。锡石拉曼光谱中A1g峰频率为632 cm-1左右,与锡石—硫化物型接近,并且锡石中的Nb和Ta含量越高,A_1g峰向低频方向的频移越大。A_1g作为全对称伸缩振动模式是锡石以及同结构类型的AO₂氧化物的特征峰,锡石中的杂质元素将会影响它的拉曼频率。结合前人的研究结果认为锡石样品激光拉曼光谱中A_1g峰的拉曼频率对其成因有指示意义。拉曼光谱的测试结果与锡石晶胞参数和红外光谱分析的结果一致。结合锡石晶体化学特征和振动光谱特征对矿物成因研究有一定的参考意义。     

新疆于田和田玉的谱学特征及产地特征研究

新疆是世界重要和田玉产地之一,其中于田产和田玉又为优质山料的代表。研究对来自新疆于田县哈尼拉克、阿拉玛斯、赛迪库拉木、齐哈库勒四个矿点的48块和田玉样品进行谱学特征及化学成分分析,采用常规宝石学测试、傅里叶红外光谱、激光拉曼光谱以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱等现代谱学仪器测试。结果表明,新疆于田和田玉样品颜色呈青色、青白色、青黄色、黄白色、灰白色特征,样品呈典型油脂—玻璃光泽,不透明—半透明,为多晶质集合体,折射率在1.61～1.62范围,相对密度范围为2.95～2.99。新疆于田和田玉样品的红外光谱显示了900～1 200和400～760 cm-1范围内透闪石的特征吸收谱带。O—Si—O反伸缩振动、对称伸缩振动显示为位于1 143,1 096,1 040,995和925 cm-1处的峰,Si—O—Si对称伸缩振动显示为位于763和689 cm-1处的峰,而538,512,465和420 cm-1处的峰与Si—O弯曲振动、M—O的晶格振动及OH平动有关。新疆于田和田玉的拉曼光谱符合透闪石谱学特征,其中120,175,220,365和389 cm-1处是晶格振动峰值,670 cm-1峰值代表了闪石类矿物的Si—O—Si伸缩振动,931,1 029和1 060 cm-1是由于Si—O伸缩振动,3 672和3 680 cm-1属于M—OH伸缩振动。新疆于田和田玉的主要成分为MgO,CaO和SiO₂,稀土元素特征显示为δCe值为0.068～3.902,平均值1.064;δEu值为0～8.832,平均值0.343,具有负Eu异常;LREE/HREE为0.010～3.369,平均值0.682。ΣREE值为0.407～18.768,平均值3.138。利用微量元素特征和稀土元素特征可从化学成分方面将新疆于田和田玉与韩国春川、新疆且末、青海三岔河等其他代表性产地的和田玉进行区分。新疆于田和田玉的谱学特征及成分信息丰富了和田玉产地信息数据,为进一步研究提供参考,未来可以根据宝石学特征、谱学特征和稀土元素、微量元素特征提取各产地和田玉的产地信息,结合和田玉成矿地质条件背景,使和田玉产地精细溯源至每个矿点矿脉成为可能。     

仿岩浆岩玻璃相介观团粒结构类声子限制效应的拉曼光谱研究

应用微晶声子色散理论、量子化学从头计算与拉曼光谱(LWRS、RS)分析技术相结合的方法, 系统地探测了仿超基性岩(MU)、仿基性岩(MB)、仿中性岩(MI)和仿酸性岩(MA)等4个系列玻璃相的介观团粒结构参数及其类声子限制效应, 建立了各自的类声子色散曲线,进而获得了随着体系介观团粒尺度的增加,其低频端声学声子(横模与纵模)振动波数红移、中频及高频端的光学声子(横模与纵模)振动波数紫移、光学声子(横模)之拉曼谱峰的半高宽减小和其介观团粒尺度的变化范围增大等结论。这些结论不但丰富了低维非晶硅酸盐玻璃相及其熔体的类声子色散理论,而且开拓了拉曼光谱研究岩浆岩介观结构的新领域,为探索岩浆的结晶、演化和成矿规律提供重要理论依据及信息。     

化学计量比LiNbO3晶体的激光显微拉曼光谱研究

对用助熔剂提拉法生长的近化学计量比LiNbO3晶体进行了激光显微拉曼光谱测试分析,与同成分LiNbO3晶体相比较,A1(TO)与E(TO)模的谱线数目、频率基本不变,验证了LiNbO3晶体属置换式固溶体的结论.738cm-1处拉曼振动峰（A1(LO)模）的相对强度随晶体中Li2O含量的增加发生了明显的变化,在两种掺杂晶体中,此振动峰已经消失.根据Li空位模型,从占位和结构上进行了分析讨论.在152和872cm-1处拉曼振动峰半高宽随晶体中Li/Nb的增大而变窄,对二者关系进行了线性拟合,利用拟合公式可根据拉曼振动峰半高宽计算晶体中的Li/Nb值. 关键词： 化学计量比 拉曼光谱 线性拟合 半高宽