加拿大彩斑菊石的宝石学、矿物学特征和颜色成因的研究

发布时间：2017-10-21 23:05

  本文关键词：加拿大彩斑菊石的宝石学、矿物学特征和颜色成因的研究

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【摘要】：选取196块彩斑菊石作为标本,标本的颜色分为红色、绿色、蓝色、紫色几个色系。并且按照质量分为三组。肉眼观察并且记录宝石学特征和测试宝石学常规参数。采用Color i5台式分光光度计对其中一组191颗样本的颜色进行测量,得到标本的颜色参数,分析比较样本的颜色参数之间的关系,找出一定的规律。同时设计拍照实验,在不同角度的平台上,对样本的颜色进行分析,并且找出变化观察角度时颜色变化的关系,试图寻找合适的物理规律来解释该种现象。并且通过红外光谱、X射线衍射测试彩斑菊石的主要矿物成分。还通过场发射扫描电镜观察样本的结构,并且测量单个文石的厚度,比较不同颜色样本的文石层厚度,找出其中的关系并与物理规律推导出的结果对应,看其是否符合假设;再用能谱对不同区域的成分进行半定量分析,有机质和其它矿物是否存在在彩斑菊石中。结果显示彩斑菊石的颜色最常见的是红色,其次是绿色,最罕见的是蓝色和紫色,随着观察角度的变换,依次从红色到绿色到紫色变化。彩斑菊石的红外光谱主要是文石的吸收峰,但也有有机质的吸收峰。场发射扫描电镜下,彩斑菊石的矿物主要是平行排列的文石,呈砖墙状分布,还有少量的方解石分布。测量不同颜色样本的文石厚度,显示紫色样本的文石层厚度范围是130~160nm,平均厚度是145nm;绿色样本的文石厚度范围是170~210nm,平均厚度是194nm;红色样本的文石厚度范围是190~290nm,平均厚度是232nm。得出的结果和用干涉公式推导出的结果一致。用能谱分析,其中有有机质的存在,呈粘液状的形状,并且还在彩斑菊石中发现了磷酸钙的存在。彩斑菊石的颜色是平行排列的文石形成多层薄膜干涉系统所致,从紫色到红色,单个文石厚度依次增大。红色的样本的文石层厚度大于绿色,绿色样本的文石层厚度大于紫色。并且文石厚度范围整体都处在148nm~260nm之间。质量好的样本中有机质更多,说明有机质增加彩斑菊石的韧性,受损坏几率小。
【关键词】：彩斑菊石 文石 结构 宝石学 颜色
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P619.281
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 前言10-16
• 1.1 选题意义10-11
• 1.2 彩斑菊石的研究现状11-12
• 1.2.1 彩斑菊石的宝石学研究现状11
• 1.2.2 彩斑菊石的颜色研究现状11-12
• 1.2.3 彩斑菊石的古生物、产地研究现状12
• 1.3 采用的技术路线12-14
• 1.4 预期成果14
• 1.5 工作量统计14-16
• 第2章 古生物学特征及产地概述16-23
• 2.1 古生物种属16-20
• 2.2 产地概述20-21
• 2.3 古生态环境21-22
• 2.4 小结22-23
• 第3章 宝石学特征和成分测试23-35
• 3.1 标本描述23-27
• 3.1.1 肉眼观察23-26
• 3.1.2 放大观察26-27
• 3.2 宝石学特征描述27-30
• 3.3 红外光谱测试30-34
• 3.3.1 测试条件和制样30
• 3.3.2 粉末透射法测试结果和分析30-32
• 3.3.3 填充物的红外光谱测试32-33
• 3.3.4 与其它有机宝石红外光谱的对比。33-34
• 3.4 小结34-35
• 第4章.颜色三要素的分析35-47
• 4.1 色空间和测试条件、目的35-38
• 4.1.1 色空间的选择35
• 4.1.2 实验条件及测试目的35-36
• 4.1.3 样本选择和颜色测试结果36-38
• 4.2 颜色三要素分析38-41
• 4.2.1 明度值分析38-39
• 4.2.2 彩度值分析39-40
• 4.2.3 色调角分析40-41
• 4.3 不同光源下颜色参数的变化41-43
• 4.3.1 不同光源下红绿度值的变化41-42
• 4.3.2 不同光源下彩度值的变化42-43
• 4.4 彩斑菊石和欧泊色斑颜色三要素对比43-45
• 4.4.1 测试目的和测试条件43
• 4.4.2 测试结果分析43-45
• 4.5 小结45-47
• 第5章.不同视角下彩斑菊石颜色的变化47-55
• 5.1 实验原理和实验条件47-49
• 5.2 样品选择和结果49-53
• 5.2.1 依据干涉公式来推导理想的文石层厚度50-51
• 5.2.2 产生衍射的理论条件51-53
• 5.3 小结53-55
• 第6章矿物和有机成分观察及测试55-78
• 6.1 矿物成分测试55-57
• 6.1.1 测试条件和测试目的55
• 6.1.2 测试结果分析55-57
• 6.2 场发射扫描电镜分析结构和成分57-74
• 6.2.1 样本制备与实验57
• 6.2.2 物相分析讨论57-65
• 6.2.3 文石层厚度分析65-67
• 6.2.4 能谱分析结果讨论67-74
• 6.3 有机成分测试74-76
• 6.3.1 生物矿化74
• 6.3.2 氨基酸分析仪的原理和测试目的74
• 6.3.3 测试结果和分析74-76
• 6.4 彩斑菊石呈色机理探讨76-77
• 6.5 小结77-78
• 第7章.结论78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 附录83-86
• 个人简历86

【参考文献】

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本文编号：1075632