綠泥石礦物成分和光譜特征關(guān)系解析

葉晨亮

[摘要]綠泥石礦物在形成和發(fā)育中其化學(xué)成分的改變是較為明顯的，可以利用化學(xué)成分的特征對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行分析。要分礦物的光譜特征與其形成環(huán)境和性質(zhì)之間的關(guān)系就需要利用光譜分析以及探測技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，可以得到礦物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與光譜特征之間的關(guān)系，從而獲得其離子特征以及化學(xué)特征。下面就對(duì)綠泥石礦物的試驗(yàn)特征以及光譜特征進(jìn)行分析，說明其內(nèi)部離子置換的情況，說明在不同形態(tài)下綠泥石的形態(tài)與離子特征。

[關(guān)鍵詞]綠泥石 試驗(yàn)檢測 化學(xué)性質(zhì) 光譜檢測

[中圖分類號(hào)] P61 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-256-1

0引言

綠泥石是一種在形成過程中處在中低溫的環(huán)境中，成巖過程體現(xiàn)為蝕變性能。不同的環(huán)境中因?yàn)榫G泥石礦物的微量元素的交替不同，形成的化學(xué)性能也就不同。所以在實(shí)際的應(yīng)用中都需對(duì)綠泥石的基本化學(xué)特征進(jìn)行分析，才能在實(shí)際的應(yīng)用中保證準(zhǔn)確分析與應(yīng)用。因此在研究中選擇光譜分析的方式對(duì)綠泥石樣本進(jìn)行分析，尋找各種微量元素在綠泥石形成中的替代規(guī)律，以此獲得對(duì)綠泥石的準(zhǔn)確分析，成為一種較為有效的技術(shù)措施。

1試驗(yàn)分析

1.1樣本的采集

在試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)樣本的采集進(jìn)行計(jì)劃，在綠泥石礦物富集區(qū)進(jìn)行代表性樣本的采集，在樣本選擇上必須突出代表性，采集多組樣本進(jìn)行系統(tǒng)分析。試驗(yàn)中在薄片分析和光譜鑒定的基礎(chǔ)上選擇光譜特征明顯的樣本進(jìn)入到檢測對(duì)比中。從實(shí)際的樣本選擇的情況看，突出以下特征：綠泥石特征為斜長石蝕變形成，一般的顆粒小且碎，在巖石中分布較廣；黑云母蝕變形成片狀，鱗片狀等，替代黑云母并保留的假象；鱗片狀、束狀集合替代巖屑和雜土等，呈現(xiàn)填隙狀態(tài)；脈狀分布，沿著礦物層的裂隙分布。

1.2化學(xué)成分分析

綠泥石的化學(xué)成本檢測在電子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，通過電子探針設(shè)備進(jìn)行檢測，試樣的化學(xué)成本確定為綠泥石顆粒，因?yàn)榫G泥石顆粒粒徑小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以貪占檢測容易造成誤差。研究分析的結(jié)果證明，綠泥石中的Na2O與K2O、CaO作為雜質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析。按照上述標(biāo)準(zhǔn)，樣本中的綠泥石純度進(jìn)行分類，提出成分中超標(biāo)的部分。通過分析，每件樣本平均成分和氧原子分析，雖然探針檢測不能確定三價(jià)鐵和二價(jià)鐵，但是總量看，綠泥石中三價(jià)鐵僅為鐵原子重量的5%，所以鐵離子在綠泥礦樣本中多數(shù)為FeO的形式。

2綠泥石基本化學(xué)特征分析

樣本確定后就是對(duì)其化學(xué)成本進(jìn)行分析，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)n值即AlⅣ元素值在0.96-1.33之間，AlⅥ值則在1.1-1.5之間?？傮w看樣本的AlⅣ值小于AlⅥ值。因此線性關(guān)系體現(xiàn)為正相關(guān)系。而在樣本的分析結(jié)果上看，反應(yīng)出的是綠泥石存在一種AlⅣ被si進(jìn)行替換的情況。而在Al元素對(duì)比中發(fā)現(xiàn)其正相關(guān)系說明，綠泥石中Al元素被替換的同時(shí)，也存在AlⅥ被Fe或者M(jìn)g元素置換的情況。因此在分析中應(yīng)當(dāng)注意這樣的特征。

既然綠泥石中存在元素替換，則可以對(duì)Fe+AlⅥ與Mg呈現(xiàn)的關(guān)系進(jìn)行分析，其體現(xiàn)為負(fù)相關(guān)系。而在反應(yīng)綠泥石的八面體特征時(shí)，則體現(xiàn)出的是Al、Fe、Mg之間的關(guān)系，結(jié)合相關(guān)關(guān)系圖分析，可以反應(yīng)出綠泥石八面特征主要是Fe與AlⅥ對(duì)應(yīng)Mg的置換，即綠泥石特征顯示Fe置換Mg為主，而AlⅥ置換Mg則是輔助形式。

3化學(xué)因素影響綠泥石光譜特征的分析

3.1綠泥石光譜特征分析

對(duì)于綠泥石的樣本進(jìn)行光譜分析的時(shí)候，選擇便攜式光譜輻射計(jì)進(jìn)行檢測，測試其在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中黑暗背景下的光譜特征。樣本測試點(diǎn)選擇為磨制探針片制備中的小塊樣本，保證切面新鮮。測量新鮮截面的中心位置，并在周圍直徑2cm范圍內(nèi)設(shè)定2-3個(gè)檢測點(diǎn)。檢測中對(duì)樣本多個(gè)光譜測點(diǎn)進(jìn)行平均歸一的計(jì)算與分析。綠泥石礦物質(zhì)的光譜圖特征在分析后發(fā)現(xiàn)，具有突出的Fe-OH和Mg-OH的吸收特征。吸收波長控制在2245-2260以及2320-2360之間，對(duì)于含有綠泥石和白云母的巖石樣而言其光譜特征體現(xiàn)突出的Fe-OH、Mg-OH、Al-OH的基本特征。在2340nm段內(nèi)，綠泥石的Mg-OH吸收特征與白云母的Al-OH特征基本重疊，所以這些樣本中的Fe-OH特征可以作為分析綠泥石的特征，因?yàn)槠洳粫?huì)出現(xiàn)重疊的情況可以更好的說明綠泥石特征。同時(shí)利用光譜專家軟件對(duì)相關(guān)檢測結(jié)果進(jìn)行分析，經(jīng)過修正后，巖石光譜中即可提取Fe-OH吸收波長特征，各個(gè)含有綠泥礦樣本中綠泥石吸收特征則可以確定。即波長2252-2256nm；深度0.14-0.60之間；面積為0.12-0.55之間。

3.2Fe-OH吸收特征分析

綜上，可以將Fe-OH光譜特征作為綠泥石的光譜特征進(jìn)行分析，然后可以獲得相關(guān)波長關(guān)系，Al與吸收波長為正相關(guān)系，F(xiàn)e-OH吸收特征與波長為正相關(guān)系。因此經(jīng)過分析得出結(jié)論，綠泥石中的Fe-OH的波長特征隨著綠泥石八面體位置上的Fe與Al離子的數(shù)量增加或者M(jìn)g離子數(shù)量的減小之間有內(nèi)在聯(lián)系。呈現(xiàn)出向波長方向移動(dòng)的基本趨勢，這與綠泥石礦物電子探測中發(fā)現(xiàn)其八面體上存在三種元素的情況吻合。并可以利用Fe-OH光譜特征對(duì)其進(jìn)行分析與說明，可以幫助完成對(duì)綠泥礦物質(zhì)的分析。

4結(jié)束語

礦石以及巖層樣本的光譜特征可以出現(xiàn)規(guī)律變化，是高光譜技術(shù)對(duì)礦物勘察的重要基礎(chǔ)，是識(shí)別蝕變巖層礦物質(zhì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，礦物質(zhì)的成分可以通過光譜來進(jìn)行解析。上述分析中發(fā)現(xiàn)，含有綠泥石的礦物巖層樣本通過電子探針以及光譜分析的方式進(jìn)行檢測。在分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，綠泥石礦物中主要的陽離子以及結(jié)晶化學(xué)體的參數(shù)進(jìn)行了分析，獲得其吸收特征的參數(shù)。并對(duì)電子探測以及光譜檢測之間的關(guān)系進(jìn)行了分析。研究說明，綠泥石礦物中離子置換明顯，體現(xiàn)在綠泥石四面體位置上，體現(xiàn)的是Al置換si的趨勢，是蝕變的主要形式和趨勢。而在八面體上則體現(xiàn)出F額與Al對(duì)應(yīng)Mg的置換。而且這樣的反應(yīng)Fe對(duì)Mg置換的反應(yīng)是八面體上的重要置換形式，綠泥石礦物光譜中Fe-OH吸收特征顯示，其波長隨著Fe和AL離子數(shù)量的增加而呈現(xiàn)出向波長方向的移動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

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