不同颜色磷灰石的宝石矿物学研究

发布时间：2020-10-25 05:14

　　 磷灰石是火成岩中最为常见的副矿物,其化学通式为Ca_5(PO_4)_3(OH,F,Cl)。本论文对山西灵丘绿色磷灰石、安徽淡杏色磷灰石以及陕西灰绿色磷灰石进行宝石学研究,主要通过宝石显微镜、偏光显微镜、X射线荧光光谱仪、电子探针、LA-ICP-MS、傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见光分光光度计和显微拉曼光谱仪等仪器对三个产区不同颜色磷灰石的化学成分及谱学特征进行了系统研究,重点探究了磷灰石微量元素的指示意义,以及谱学特征的表征意义,同时对三个产地不同的包裹体进行了对比研究。山西灵丘绿色磷灰石多呈现自形-半自形的六方柱,裂隙发育,发光性中等;安徽淡黄色磷灰石呈板状,自形程度差,光泽较弱,发光性较强;陕西灰绿色磷灰石晶体为六方柱,自形程度高,解理不发育,紫外光下无发光现象。XRF测试结果显示主要元素Ca与P的变异系数(C.V.)不同,山西灵丘、安徽、陕西磷灰石的变异系数逐渐减小,且变异系数与LA含量成正相关关系。红外光谱测试分析结果显示,不同产地磷灰石光谱特征主要由[PO_4]~(3-)的振动导致。三个产地磷灰石红外吸收峰位并未发生偏移,弯曲振动峰v4有两处波峰,其分裂程度与结晶度相关。此外,还发现[SO_4]~(4-)的不对称变角振动峰可增强v4在606cm~(-1)的红外吸收峰。紫外分光光谱仪测试结果显示,不同颜色来源的磷灰石发光元素主要都是Ce。稀土元素Ce与Eu会存在荧光猝灭现象,且为等浓度猝灭。通过计算可知,陕西产地磷灰石发光元素摩尔数比值n(Ce)/n(Eu)为1.45,陕西样品在紫外灯与Diamondview中未发光;安徽产地磷灰石发光元素摩尔比值n(Ce)/n(Eu)为1.96,安徽样品发黄绿色荧光;山西灵丘产地磷灰石发光元素摩尔比值n(Ce)/n(Eu)为12.08,样品发橙-紫色荧光。由此可见,磷灰石中n(Ce)/n(Eu)1.5时,磷灰石发生荧光猝灭而不显示发光性。同时w(Mn)/w(Fe)的比值也可指示元素对发光性不同的作用。山西灵丘磷灰石与陕西磷灰石w(Mn)/w(Fe)1,Mn与Fe对磷灰石发光起抑制发光作用;安徽磷灰石w(Mn)/w(Fe)1,Mn与Fe主要对磷灰石发光起增强的作用。经拉曼测试,可见三产地[PO_4]~(3-)振动峰,差异较小。此外经拉曼光谱测试可知安徽和陕西磷灰石中气液包裹体中气体主要成分为CO_2。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P619.28
【部分图文】：

中国地质大学（北京）工程硕士学位论文构中 Ca 离子有两种配位位置：一种是配位数为 9 的 Ca1，另一种是配位数为 7 的 Ca在磷灰石的单位晶胞中，Ca1 与 Ca2 的个数比为 4：6。（刘羽，2002）天然磷灰石的颜色多为无色、浅杏色、绿色、黄色，也可见红色和紫色等。晶的自形状态是六方柱状，主要晶面有平行双面{001}，六方柱{100}，{110}和六方锥{101}，{111}等。不完全解理，主要沿{001}、{100}方向裂开，密度范围 3.10~3.一轴晶负光性，折射率范围 1.634~1.638，双折率在 0.002~0.008，可能出现假一轴现象。

中国地质大学（北京）工程硕士学位论文构中 Ca 离子有两种配位位置：一种是配位数为 9 的 Ca1，另一种是配位数为 7 的 Ca在磷灰石的单位晶胞中，Ca1 与 Ca2 的个数比为 4：6。（刘羽，2002）天然磷灰石的颜色多为无色、浅杏色、绿色、黄色，也可见红色和紫色等。晶的自形状态是六方柱状，主要晶面有平行双面{001}，六方柱{100}，{110}和六方锥{101}，{111}等。不完全解理，主要沿{001}、{100}方向裂开，密度范围 3.10~3.一轴晶负光性，折射率范围 1.634~1.638，双折率在 0.002~0.008，可能出现假一轴现象。

图 2-1 标本图片（中国地质大学（北京）珠宝学院摄 ）山西灵丘磷灰石大多数呈现六方柱状或近六方柱状晶型，自行程度高，呈现块状。主要单形为六方柱 m{ 1010 }、平行双面 c{0001}。部分样品可见晶面纵纹发育。柱长与横截面尺寸约 1~2.5cm 与 1cm，颗粒较大；安徽磷灰石呈现片状，自行程度较差，无明显晶型，晶面见明显纵纹，样品 Apa-1 可见双晶结合处状生长纹，解理不发育。样品长度尺寸约 1.5~2cm；陕西磷灰石呈块状，有明柱晶型，自行程度高，Aph-1 和 Aph-2 位交插双晶。主要单形为六方柱 m{ 1010 双面 c{0001}和六方双锥{ 1011 }。表面光滑无纵纹，解理不发育。柱长与横截约 6cm 与 2cm，颗粒大。根据手标本的观察整理可得标本外观特征见下表 2-
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本文编号：2855516