人工合成礦物的優化處理光譜學特征研究

仲 艷

（桂林理工大學，廣西 桂林 541000）

人工合成礦物因其中含有微量元素，如Fe、Ti等或者雜質就會顯示黃色、粉色等其他顏色。由于人工合成礦物有很多突出的物理化學性能，備受人們的追捧。人工合成礦物優化處理的方法大多為傳統充填，新型鉛充填、表面擴散、新型擴散還有熱處理，人工合成方法主要有晶體提拉法、焰熔法、水熱法。

正是這些方法的出現，使得不法商販運用此法不斷謀取暴利，造成購買者的巨大損失，因此我們要學會辨別才能及時地避免不必要的損失。因此我們可以用顯微鏡觀察或者浸油法來測試，亦或是運用大型儀器來檢測。本文就是主要探究紫外光譜和紅外光譜下人工合成礦物的光譜特征，來判斷礦物是否經歷過優化處理。

1 實驗條件

運用光學顯微鏡對樣品進行基本的光學特征的觀察，運用紫外熒光和紅外光譜儀器對礦物樣品進行測試，從而進行討論和結論。

2 實驗結果與討論

天然礦物和擴散處理后的人工合成礦物的光譜對比分析。

圖1 天然礦物的譜圖

天然礦物中含有豐富的雜質元素，其中的Fe離子、Ti離子對的存在引起了礦物紫外可見光光譜以565nm為中心的吸收，正是這個吸收造成了礦物的顏色發生了改變，并且其中微量元素Fe、Ti元素含量的多少決定了礦物顏色的深淺。由于天然礦物中除了有二價Fe離子和四價鈦離子外還有三價Fe離子，因此造成了450nm、375nm、387nm的吸收線，經過測試的天然礦物的圖像如圖1所示。經過擴散處理的人工合成礦物，圖像如圖2所示，由于其本身中含有含有少量的三價Fe，并且缺失二價Fe和和四價Ti，在熱處理的過程中，三價鐵離子轉換為二價鐵和四價鈦離子，因此經過擴散處理的人工合成礦物缺失三價鐵離子的吸收峰，僅僅體現以565為中心的吸收。

圖2 擴散處理后的人工合成礦物譜圖

圖3 擴散處理的人工合成礦物

天然礦物中普遍存在3310cm-1的紅外吸收峰，這可能與礦物形成于還原環境有關，且礦物中是否存在3310cm-1的紅外吸峰與其形成時的氧化還原條件有關，經過紅外的實驗發現擴散法處理的礦物中不一定存在3310cm-1的紅外吸收峰，具體如圖3所示，這可能與其擴散的具體方法有關。

3 結語

通過對人工合成礦物擴散處理的紅外的光譜分析，我們可以推斷認為結合形成環境和處理方法，3310cm-1的紅外吸收峰具有作為礦物是否經熱處理鑒定依據的潛在意義，擴散處理的人工合成礦物缺失二價Fe和和四價Ti的吸收線。