Chemical Composition and Spectrum Characteristic of Nephrite from Luodian, Guizhou Province and Dahua, Guangxi Province
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摘要: 选取贵州罗甸县官固村及广西大化县岩滩镇产出的软玉作为研究对象,采用X射线荧光光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和激光拉曼光谱仪对样品的化学成分及振动光谱特征进行测试分析。结果表明,贵州罗甸和广西软玉的主要矿物组成为透闪石,并含有少量白云石。贵州罗甸软玉中FeOT平均质量分数为0.268%,低于广西软玉的1.757%,且白玉、青白玉、青玉的FeOT质量分数依次递增。随着晶体结构中Fe2+对Mg2+的类质同象替代作用增强,软玉红外光谱和拉曼光谱中M-OH振动谱带分裂程度逐渐提高。分裂程度最高者为广西青玉,其3 674、3 660、3 644 cm-1附近中红外吸收谱带由OH(Mg, Mg, Mg)、OH(Mg, Mg, Fe2+)、OH(Mg, Fe2+, Fe2+)基频振动所致,7 182、7 154 cm-1附近的近红外吸收谱带由OH(Mg, Mg, Mg)、OH(Mg, Mg, Fe 2+)的倍频振动所致, 3 672、3 658、3 642 cm-1的特征拉曼谱峰由M-OH伸缩振动所致。由于贵州软玉整体Fe质量分数比广西软玉低,故相关谱峰未出现分裂现象。Abstract: The nephrites from Guangu County, Guizhou Province and Yantan Town of Dahua County, Guangxi Province were selected as the research objects. The chemical composition and vibrational spectra of the samples were analyzed by X-ray fluorescence spectrometer, Fourier transform infrared spectrometer and laser Raman spectrometer. The test results show that the main mineral component of nephrites from Guizhou and Guangxi is tremolite, with a small amount of dolomite. The FeOT average mass fraction of Guizhou nephrites is 0.268%, which is lower than 1.757% that in Guangxi nephrites, and the FeOT mass fraction of white nephrites, green white nephrites and green nephrites increase in turn.With the enhancement of the isomorphism of Fe2+ to Mg2+ in the crystal structure, the degree of M-OH vibration band splitting in the infrared and Raman spectra of nephrite is gradually increased. The highest degree of division comes from green nephrite of Guangxi. The middle infrared absorption bands around 3 674, 3 660, 3 644 cm-1 are caused by the fundamental frequency vibration of OH(Mg, Mg, Mg), OH(Mg, Mg, Fe 2+) and OH(Mg, Fe2+, Fe 2+), and the near-infrared absorption bands around 7 182 cm-1and 7 154 cm-1 are caused by the double frequency vibration of OH(Mg, Mg, Mg) and OH(Mg, Mg, Fe 2+). The Raman peaks around 3 672, 3 658, 3 642 cm-1 are caused by M-OH stretching vibration. Since the overall Fe mass fraction of Guizhou nephrites is lower than that of Guangxi nephrites, there is no splitting phenomenon in the relevant peaks.
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表 1 贵州和广西软玉样品的常规宝石学特征
Table 1 Gemmological characteristics of nephrite samples from Guizhou Province and Guangxi Province
样品号 颜色 光泽 透明度 质地 折射率(点测) 密度/g·cm-3 紫外荧光 GUI-01 白色 蜡状-油脂光泽 不透明 较细腻 1.61 2.89 惰性 GUI-02 青白色 蜡状-油脂光泽 不透明 较细腻 1.61 2.88 惰性 GUI-03 青白色 蜡状-油脂光泽 不透明 细腻 1.62 2.92 惰性 GUA-01 白色 蜡状-油脂光泽 不透明 较细腻 1.61 2.85 惰性 GUA-02 青白色 蜡状-油脂光泽 不透明 细腻 1.61 2.92 惰性 GUA-03 青白色 蜡状-油脂光泽 不透明 细腻 1.62 2.92 惰性 GUA-04 青色 蜡状-油脂光泽 不透明 细腻 1.62 2.92 惰性 GUA-05 青色 蜡状-油脂光泽 不透明 细腻 1.61 2.97 惰性 表 2 贵州和广西软玉样品的化学成分
Table 2 Chemical compositions of nephrite samples from Guizhou Province and Guangxi Province
wB/% 样品号 颜色 MgO SiO2 K2O CaO MnO FeOT GUI-01 白色 20.192 61.286 0.102 18.265 0.006 0.121 GUI-02 青白色 22.013 63.311 0.144 14.063 0.006 0.41 GUI-03 青白色 21.960 63.436 0.056 14.264 0.002 0.275 GUA-01 白色 20.334 65.438 0.132 13.918 0.020 0.143 GUA-02 青白色 21.646 63.694 0.072 14.204 0.011 0.353 GUA-03 青白色 21.505 62.999 0.057 13.532 0.014 1.881 GUA-04 青色 21.199 62.644 0.064 13.251 0.012 2.823 GUA-05 青色 18.719 63.667 0.188 13.684 0.103 3.585 测试单位:同济大学宝石及材料工艺实验室;测试人:李凌; FeOT为全铁质量分数 表 3 贵州和广西软玉样品的中红外吸收谱带频率及其归属
Table 3 Frequency of middle infrared spectra absorption of the nephrite samples from Guizhou Province and Guangxi Province and their assignment
/cm -1样品号 M-OH伸缩振动 O-Si-O对称、反对称伸缩振动及Si-O-Si反对称收缩振动 Si-O-Si对称伸缩振动 Si-O弯曲振动及M-O伸缩振动、OH平动 GUI-01 3 674 1 091、1 041、993、922 762、687、664、644 538、511、467、420 GUI-02 3 674 1 039、1 021、996、924 761、687、663、644 531、511、465、419 GUI-03 3 674 1 040、998、972、922 762、688、663、644 536、512、471、419 GUA-01 3 674 1 093、1 041、994、923 762、687、664、644 538、511、466、419 GUA-02 3 674 1 039、994、924 763、688、664、646 539、512、464、419 GUA-03 3 673、3 660 1 040、995、919 759、683、661、643 543、511、463、416 GUA-04 3 674、3 660 1 040、998、918 758、683、661、643 544、511、462、416 GUA-05 3 674、3 660、3 644 1 039、995、924 761、687、663、644 538、511、466、419 表 4 贵州和广西软玉样品的近外吸收谱带频率及其归属
Table 4 Frequency of near infrared spectra absorption of the nephrite samples from Guizhou Province and Guangxi Province and their assignment
/cm -1样品号 OH(Mg, Mg, Mg) OH(Mg, Mg, Fe 2+) GUI-01 7 183 GUI-02 7 183 GUI-03 7 183 GUA-01 7 183 GUA-02 7 183 GUA-03 7 183 GUA-04 7 183 GUA-05 7 183 7 154 表 5 贵州和广西软玉样品的拉曼谱峰频率及归属
Table 5 Frequency of Raman spectra of the nephrite samples from Guizhou Province and Guangxi Province and their assignments
/cm-1 样品号 Si-O伸缩振动 Si-O-Si伸缩振动 Si-O弯曲振动 晶格振动 M-OH GUI-01 1 058、1 027、1 009、928 671 524 118、157、175、220、367、392、412 3 672 GUI-02 1 058、1 027、1 009、928 673 524 118、158、177、220、367、392、414 3 672 GUI-03 1 058、1 027、928 671 524 118、160、177、220、367、392、413 3 672 GUA-01 1 057、1 027、929 672 524 118、158、174、220、368、391、415 3 672 GUA-02 1 057、1 027、929 672、744 524 118、159、174、220、230、247、368、394、415 3 672 GUA-03 1 057、1 027、929 672、748 520 118、159、174、220、368、391、414 3 672 GUA-04 1 057、1 027、929 672、742 529 118、160、174、220、368、391、413 3 672 GUA-05 1 057、1 027、929 672、744 525 118、157、174、220、246、368、391、414 3 672、3 658、3 642 -
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