紅外光譜法在測定礦物樣品特征中的應用研究

邵慧敏

（桂林理工大學，廣西 桂林 541004）

本文對市面上比較具有代表性的幾種優化處理方法處理出來的礦物樣品進行了研究和比較，主要采用的研究方法為：寶石學基本性質測試、顯微觀察、紅外光譜測試。主要對不同樣品中出現的異常成分進行分析比較，發現注膠、浸蠟礦物樣品均出現不同程度的有機吸收峰，這些與注入的材料相關，峰的強度也與注入材料深度和多少相關。

1 樣品與實驗

本次實驗所用樣品取自長春市華聯古玩城的不同礦物樣品零售商，另外從指導老師處獲得幾顆樣品。對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，光譜類儀器通過給出樣品譜圖并與標準譜圖進行比較確定結果。

2 實驗結果

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

本次測試的16顆樣品中有幾顆顏色偏綠的樣品，經砸碎之后發現內外部均顯示特殊的綠色，均與礦物樣品的藍綠色不同，所以懷疑它們可能是其他材料或是染色過度的礦物樣品。折射率取值均為點測法。

2.3 礦物樣品的熒光特征

多數樣品具有不同強度的熒光，且熒光強度在長波和短波紫外光下區別不大。經歷過優化處理的礦物樣品裂隙中一般充填了一些有機物，如環氧樹脂等，均會發出一定強度的熒光。

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

本次測試結果顯示多數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經歷了一定程度的充膠和染色。使用的具體化學物質需要進一步測定。

2.5 紅外光譜測定礦物樣品中的有機物

見圖1。

3 討論

根據文獻資料顯示的礦物樣品標準紅外光譜：

波數為35083，3463，3445，3280，3075，1620（弱），1189，1168（強），1158（強），1108（強），1090，1058（強），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：根據以前的研究學者對礦物樣品的紅外光譜的歸屬認為，樣品3中，由v(OH)的伸縮振動導致的紅外吸收峰位于3469cm-1，3514-1處。磷酸根基團的伸縮振動導致紅外吸收譜帶：v3(PO4)伸縮振動導致的紅外吸收譜帶位于1135 cm-1，1095cm-1，1062 cm-1處。δ（OH）彎曲振動導致的譜帶位于840cm-1處。

（2）樣品5：樣品5中，由v(OH)的伸縮振動導致的紅外吸收峰位于3459cm-1，3514-1處。δ（H2O）彎曲振動導致的紅外光譜吸收峰位于1641cm-1。磷酸根基團的伸縮振動導致紅外吸收譜帶：v3(PO4)伸縮振動導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)的伸縮振動導致的紅外吸收峰位于3471cm-1，3509-1處。δ（H2O）彎曲振動導致的紅外光譜吸收峰位于1741cm-1。磷酸根基團v4（PO4）彎曲振動導致的紅外吸收帶主要有：647cm-1，593cm-1，570cm-1，480cm-1，431cm-1。3000cm-1附近出現幾個平滑的有機物吸收峰。認為樣品11經歷過有機物充填。

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

4 結論

本次實驗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成分含有Cu、P元素。②礦物樣品2、7、11經歷過優化處理，結構發生一定的變化。而樣品7晶粒圓滑，連成片狀，可以和天然樣品區分開來。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伴生礦物，同樣樣品結晶程度也較好。④樣品1、6、8、9、10、12經歷過注膠處理，樹脂光澤明顯，其中6號樣品還經歷過染色處理，顏色分布均勻，色調不自然。

實驗說經測量礦物樣品基礎性質測試及紅外光譜等現代測試儀器在礦物樣品的優化處理鑒定中有重大作用，相互配合能高效的區分出此礦物是否經歷過染色充填等優化處理。