中国广西产和阿根廷卡塔马卡产菱锰矿的宝石学性质对比研究
发布时间：2020-07-27 00:09
【摘要】：本文在综合前人资料的基础上,通过宏观与微观观察、X射线荧光光谱、电子探针、电感耦合等离子质谱、X射线粉晶衍射、紫外-可见光、傅里叶红外光谱、拉曼光谱等现代测试技术,对产自中国广西和阿根廷卡塔马卡的宝石级菱锰矿进行了基本宝石矿物学特征、成分特征及谱学特征等方面的研究和对比。宝石级菱锰矿多呈玫红色,少具白色条带,透明到不透明,有弱到无的荧光,折射率点测为1.60,摩氏硬度3~5,相对密度3.45~3.60g.cm~(-3),内部可含生长结构、晶体包体、絮状包体和气液包体等。中国菱锰矿为粗-细粒结构,自形程度较好,整体不具有明显环带结构,红色和白色部分接触面呈平直状;阿根廷菱锰矿具有明显的环带结构,红色和白色部分接触面呈花边状、锯齿状。宝石级菱锰矿的主要组成矿物为菱锰矿(MnCO_3),含Ca、Fe、Mg等杂质元素,含量因产地而异。中国菱锰矿的Mn含量基本在98%左右,Ca、Mg、Fe含量在0.15~0.19%之间,阿根廷菱锰矿的Mn含量介于94~97%之间,Ca、Mg、Fe含量在2.9~5.9%之间。中国菱锰矿含Ni贫Co,稀土配分为轻稀土相对亏损、重稀土相对富集的右倾型模式,呈现明显的Ce亏损现象,指示热液成因及弱碱性形成环境。宝石级菱锰矿为自色矿物,因锰离子d-d跃迁而致红色,紫外-可见吸收光谱的位置集中于310 nm、342 nm、362 nm、407 nm、446 nm和550 nm,锰含量越高,吸收越强,红色越浓。当发生大量的Ca、Mg、Fe类质同象替代、且结晶度较低、孔隙度较高时,菱锰矿在成分和结构的综合影响下呈现白色,中国和阿根廷宝石级菱锰矿白色部分的Ca、Mg、Fe含量均介于13~14%。宝石级菱锰矿具特征的方解石型结构,其红外光谱和拉曼光谱由[CO_3]~(2-)内振动及晶格振动产生。红外光谱吸收峰主要有1420±cm~(-1)、870±cm~(-1)和720±cm~(-1)3个明显的[CO_3]~(2-)特征峰,以及相对较弱的位于1804±cm~(-1)、2363±cm~(-1)、2486±cm~(-1)、2584±cm~(-1)处的和频峰和2837±cm~(-1)、2974±cm~(-1)的倍频峰。拉曼光谱主要有v_(os)(179cm~(-1)~183 cm~(-1)),v_(ob)(286 cm~(-1)~297 cm~(-1)),v_(ib)(717 cm~(-1)),v_s(1083 cm~(-1)),v_(as)(1411 cm~(-1)~1413 cm~(-1))和v_(ib+s)(1725 cm~(-1)~1727 cm~(-1))6组[CO_3]~(2-)特征拉曼位移。
【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】：2019
【分类号】：P619.28
【图文】：
强、个性化的追求，都促使珠宝首饰行业出现了一个新的趋势，许多不常见石材料都开始广泛流行，引起了人们的热切关注，菱锰矿就是其中一种。“GB6552-2010 珠宝玉石 名称”及“GB/T 16553-2010 珠宝玉石 鉴定”中，将自然界的，具有美观、耐久、稀少性和工艺价值，可琢磨、雕刻成首饰和工艺品的矿，定为宝石级菱锰矿，俗称“红纹石”、“印加玫瑰”以及“阿根廷国石”。.1.1 全球锰矿资源分布及宝石级菱锰矿产地全球锰矿资源主要分布在南非、乌克兰、加蓬、澳大利亚、印度、中国、和墨西哥等国家（如图 1-1 所示）。南非和乌克兰是世界上锰矿资源最丰富个国家，其中南非锰矿资源约占世界锰矿资源的 77%，乌克兰占 10%。目前界上可供开采利用的具有经济价值的锰矿储量约为 9-10 亿吨，绝大多数为矿石，包括软锰矿（MnO2）、黑锰矿（Mn3O4）、褐锰矿（Mn2O3）、菱（MnCO3）等，以及一些多种锰形式杂生的混生矿石（刘晓波，2009）。
1 绪论25%，其它类型占 19%，其中，多为贫锰矿，储量高达 93.6%，而富锰（氧化锰矿含锰大于 30%、碳酸锰矿含锰大于 25%）储量只占 6.4%。此外，高磷、高铁锰矿石，以及含有伴（共）生金属和其他杂质的锰矿石，在我国锰矿储量中占有很大的比例。从锰矿的地质成因来看，主要有沉积、次生风化、沉积变质和热液等四大类，其中沉积和沉积变质占 80%以上（邱俊等，2009）。
图 1-4 本论文的研究框架与研究内容图（1）中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿的基本宝石矿物学特征研究：通过对实验筛选样品进行基本宝石学特征、晶体形态观察（偏光显微镜）、微观形貌观察（扫描电镜），对其基本性质及差异进行分析总结，揭示中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿基本宝石矿物学性质差异；（2）中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿的成分特征研究：通过对实验筛选样品进行 X 射线荧光光谱（XRF）、电子探针（EPMA）、X 射线粉晶衍射（XRD）、电感耦合等离子体（ICP-OES）等检测分析，对其主量元素、微量元素、物相特征和稀土元素进行分析和总结，分析中国菱锰矿与阿根廷菱锰矿在成分特征差异；（3）中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿的谱学特征研究：通过对实验筛选样品进行紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman）分析，对其光谱学性质进行分析和总结，揭示中国广西菱锰矿与阿
本文编号：2771489
【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】：2019
【分类号】：P619.28
【图文】：
强、个性化的追求，都促使珠宝首饰行业出现了一个新的趋势，许多不常见石材料都开始广泛流行，引起了人们的热切关注，菱锰矿就是其中一种。“GB6552-2010 珠宝玉石 名称”及“GB/T 16553-2010 珠宝玉石 鉴定”中，将自然界的，具有美观、耐久、稀少性和工艺价值，可琢磨、雕刻成首饰和工艺品的矿，定为宝石级菱锰矿，俗称“红纹石”、“印加玫瑰”以及“阿根廷国石”。.1.1 全球锰矿资源分布及宝石级菱锰矿产地全球锰矿资源主要分布在南非、乌克兰、加蓬、澳大利亚、印度、中国、和墨西哥等国家（如图 1-1 所示）。南非和乌克兰是世界上锰矿资源最丰富个国家，其中南非锰矿资源约占世界锰矿资源的 77%，乌克兰占 10%。目前界上可供开采利用的具有经济价值的锰矿储量约为 9-10 亿吨，绝大多数为矿石，包括软锰矿（MnO2）、黑锰矿（Mn3O4）、褐锰矿（Mn2O3）、菱（MnCO3）等，以及一些多种锰形式杂生的混生矿石（刘晓波，2009）。
1 绪论25%，其它类型占 19%，其中，多为贫锰矿，储量高达 93.6%，而富锰（氧化锰矿含锰大于 30%、碳酸锰矿含锰大于 25%）储量只占 6.4%。此外，高磷、高铁锰矿石，以及含有伴（共）生金属和其他杂质的锰矿石，在我国锰矿储量中占有很大的比例。从锰矿的地质成因来看，主要有沉积、次生风化、沉积变质和热液等四大类，其中沉积和沉积变质占 80%以上（邱俊等，2009）。
图 1-4 本论文的研究框架与研究内容图（1）中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿的基本宝石矿物学特征研究：通过对实验筛选样品进行基本宝石学特征、晶体形态观察（偏光显微镜）、微观形貌观察（扫描电镜），对其基本性质及差异进行分析总结，揭示中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿基本宝石矿物学性质差异；（2）中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿的成分特征研究：通过对实验筛选样品进行 X 射线荧光光谱（XRF）、电子探针（EPMA）、X 射线粉晶衍射（XRD）、电感耦合等离子体（ICP-OES）等检测分析，对其主量元素、微量元素、物相特征和稀土元素进行分析和总结，分析中国菱锰矿与阿根廷菱锰矿在成分特征差异；（3）中国广西菱锰矿与阿根廷卡塔马卡菱锰矿的谱学特征研究：通过对实验筛选样品进行紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman）分析，对其光谱学性质进行分析和总结，揭示中国广西菱锰矿与阿
【参考文献】
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9 李宁;王琦;张良钜;姜丹;;广西梧桐菱锰矿的宝石学特征研究[J];大众科技;2009年06期
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1 刘晓波;低品位菱锰矿浸取及除杂的实验研究[D];重庆大学;2008年
本文编号：2771489
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