紅外光譜法在測(cè)定礦物樣品特征中的應(yīng)用研究

邵慧敏

（桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541004）

本文對(duì)市面上比較具有代表性的幾種優(yōu)化處理方法處理出來(lái)的礦物樣品進(jìn)行了研究和比較，主要采用的研究方法為：寶石學(xué)基本性質(zhì)測(cè)試、顯微觀察、紅外光譜測(cè)試。主要對(duì)不同樣品中出現(xiàn)的異常成分進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)注膠、浸蠟礦物樣品均出現(xiàn)不同程度的有機(jī)吸收峰，這些與注入的材料相關(guān)，峰的強(qiáng)度也與注入材料深度和多少相關(guān)。

1 樣品與實(shí)驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)所用樣品取自長(zhǎng)春市華聯(lián)古玩城的不同礦物樣品零售商，另外從指導(dǎo)老師處獲得幾顆樣品。對(duì)于礦物樣品的成分分析研究，利用的儀器有：寶石顯微鏡，紫外熒光，紅外光譜，光譜類(lèi)儀器通過(guò)給出樣品譜圖并與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較確定結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 礦物樣品尺寸（精度0.02mm）

具體樣品尺寸如表1所示。

2.2 礦物樣品的肉眼觀察特征和折射率值

本次測(cè)試的16顆樣品中有幾顆顏色偏綠的樣品，經(jīng)砸碎之后發(fā)現(xiàn)內(nèi)外部均顯示特殊的綠色，均與礦物樣品的藍(lán)綠色不同，所以懷疑它們可能是其他材料或是染色過(guò)度的礦物樣品。折射率取值均為點(diǎn)測(cè)法。

2.3 礦物樣品的熒光特征

多數(shù)樣品具有不同強(qiáng)度的熒光，且熒光強(qiáng)度在長(zhǎng)波和短波紫外光下區(qū)別不大。經(jīng)歷過(guò)優(yōu)化處理的礦物樣品裂隙中一般充填了一些有機(jī)物，如環(huán)氧樹(shù)脂等，均會(huì)發(fā)出一定強(qiáng)度的熒光。

2.4 礦物樣品的顯微放大特征

具體信息如表1所示。

表1 礦物樣品的放大檢查與熒光

本次測(cè)試結(jié)果顯示多數(shù)樣品有中等以上的熒光，所以初步判斷這些樣品中的大多數(shù)經(jīng)歷了一定程度的充膠和染色。使用的具體化學(xué)物質(zhì)需要進(jìn)一步測(cè)定。

2.5 紅外光譜測(cè)定礦物樣品中的有機(jī)物

見(jiàn)圖1。

3 討論

根據(jù)文獻(xiàn)資料顯示的礦物樣品標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜：

波數(shù)為35083，3463，3445，3280，3075，1620（弱），1189，1168（強(qiáng)），1158（強(qiáng)），1108（強(qiáng)），1090，1058（強(qiáng)），1050，1010，990，950，903（弱），836，786（弱），725（弱），685，650，608，689，572，545，483，455，425，400。

（1）樣品3：根據(jù)以前的研究學(xué)者對(duì)礦物樣品的紅外光譜的歸屬認(rèn)為，樣品3中，由v(OH)的伸縮振動(dòng)導(dǎo)致的紅外吸收峰位于3469cm-1，3514-1處。磷酸根基團(tuán)的伸縮振動(dòng)導(dǎo)致紅外吸收譜帶：v3(PO4)伸縮振動(dòng)導(dǎo)致的紅外吸收譜帶位于1135 cm-1，1095cm-1，1062 cm-1處。δ（OH）彎曲振動(dòng)導(dǎo)致的譜帶位于840cm-1處。

（2）樣品5：樣品5中，由v(OH)的伸縮振動(dòng)導(dǎo)致的紅外吸收峰位于3459cm-1，3514-1處。δ（H2O）彎曲振動(dòng)導(dǎo)致的紅外光譜吸收峰位于1641cm-1。磷酸根基團(tuán)的伸縮振動(dòng)導(dǎo)致紅外吸收譜帶：v3(PO4)伸縮振動(dòng)導(dǎo)致的紅外吸收譜帶位于1159 cm-1，1099 cm-1，1037 cm-1處。

（3）樣品11：樣品11中，由v(OH)的伸縮振動(dòng)導(dǎo)致的紅外吸收峰位于3471cm-1，3509-1處。δ（H2O）彎曲振動(dòng)導(dǎo)致的紅外光譜吸收峰位于1741cm-1。磷酸根基團(tuán)v4（PO4）彎曲振動(dòng)導(dǎo)致的紅外吸收帶主要有：647cm-1，593cm-1，570cm-1，480cm-1，431cm-1。3000cm-1附近出現(xiàn)幾個(gè)平滑的有機(jī)物吸收峰。認(rèn)為樣品11經(jīng)歷過(guò)有機(jī)物充填。

（4）樣品13：樣品13紅外光譜特征與礦物樣品大不相同，認(rèn)為該譜圖為菱鎂礦與菱鐵礦的類(lèi)質(zhì)同象譜圖。

4 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)在市面上采集得到的礦物樣品中：①樣品4和樣品13是由菱鎂礦仿制而成。能譜儀證明主要成分為MgCO3，除這兩顆樣品外，其他樣品顯示主要化學(xué)成分含有Cu、P元素。②礦物樣品2、7、11經(jīng)歷過(guò)優(yōu)化處理，結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化。而樣品7晶粒圓滑，連成片狀，可以和天然樣品區(qū)分開(kāi)來(lái)。③樣品3、5為天然品，樣品3中含有水磷鋁鉛礦等；樣品5中除主要礦物成分礦物樣品外，還含有一些礦物樣品的常見(jiàn)伴生礦物，同樣樣品結(jié)晶程度也較好。④樣品1、6、8、9、10、12經(jīng)歷過(guò)注膠處理，樹(shù)脂光澤明顯，其中6號(hào)樣品還經(jīng)歷過(guò)染色處理，顏色分布均勻，色調(diào)不自然。

實(shí)驗(yàn)說(shuō)經(jīng)測(cè)量礦物樣品基礎(chǔ)性質(zhì)測(cè)試及紅外光譜等現(xiàn)代測(cè)試儀器在礦物樣品的優(yōu)化處理鑒定中有重大作用，相互配合能高效的區(qū)分出此礦物是否經(jīng)歷過(guò)染色充填等優(yōu)化處理。