CN109856106A - 一种鉴定石榴子石种属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于宝石学和矿物学鉴定技术领域，具体涉及一种鉴定石榴子石种属的方法，该方法包括以下步骤：步骤一：采集矿石样品；步骤二：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；步骤三：对原位石榴子石进行激光拉曼光谱分析；步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图准确鉴定石榴子石种属。本发明充分发挥激光拉曼光谱的先进技术手段在分析石榴子石上的作用，从多种多样的石榴子石族矿物中分解出具体的矿物种属，该方法没有复杂的样品制备过程，避免制备过程中误差的产生，同时具有操作简便、测定时间短和灵敏度高等分析优势。
Description
技术领域
本发明属于宝石学和矿物学鉴定技术领域，具体涉及一种鉴定石榴子石种属的方法。
背景技术
石榴子石族矿物广泛分布于自然界中，其颜色受成分影响，呈现多种颜色，其中红色系列包括红色、粉色、紫红、橙红；黄色系列包括黄色、橘黄、密黄、褐黄；绿色系列包括翠绿、橄榄绿、黄绿。透明至半透明，均质体，不具多色性。石榴石可以分成两个系列、六个主要种属：铁铝榴石系列(镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石)和钙铁榴石系列(钙铬榴石、钙铝榴石、钙铁榴石)。钙铝和钙铁榴石大多分布于矽卡岩和结晶灰岩中。铝质石榴子石主要分布于变质岩中的结晶片岩、片麻岩和榴辉岩及斜长角闪岩、斜长辉岩和麻粒岩等岩石中，也产于伟晶岩和火成岩中。镁铝榴石大多产于超镁铁质岩石，尤其是在金伯利岩中常与金刚石共生，故镁铝榴石是其主要的找矿标志之一。石榴子石也常产于河沙和海沙中。
石榴子石主要用作研磨、抛光、擦洗、过滤材料，耐磨物质的填料，激光和电脑存储器材料。透明纯净的石榴子石也可作为较贵重的宝石和工艺品，例如，铁铝榴石又称为红水晶，深红色透明的铁铝榴石和镁铝榴石常作为宝石，它是最常见的石榴石宝石；绿色的钙铁榴石又称为翠榴石，曾因其产地而被称为"乌拉的祖母绿"，亦是其中一种最有价值的石榴石。必须指出天然的石榴子石绝大多数是镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石、钙铬榴石、钙铝榴石和钙铁榴石等几个端员组分的混溶物，每一个石榴子石是以某一端员组分为主。所以要想在薄片上确切地鉴别出石榴子石的种属是很难的。在偏光显微镜下，只能根据颜色、突起、均质性及非均质性的特征及矿物共生组合等，大致定出它们的主要种属。为了精确鉴定石榴子石的种属必须采用其他方法如测定相对密度、X衍射分析、化学分析、电子探针分析等。但是上述鉴定技术流程较多，费用相对昂贵，要对样品进行前处理，且容易产生误差。如今原位激光拉曼光谱分析技术已广泛应用于石油、矿床学、岩石学、包裹体等方面研究,且该技术没有复杂的样品制备过程，避免了一些误差的产生，同时具有原位、实时、经济、操作简便、测定时间短和灵敏度高等分析优势，但该技术并未涉及石榴子石的种属鉴定,因此研究一种利用原位激光拉曼光谱对石榴子石种属进行显微鉴定的方法,对于改善和解决上述现有技术中的不足具有一定意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有分析鉴定石榴子石技术中制备过程长、易产生鉴定误差、精度低的缺陷，提供一种鉴定石榴子石种属的方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种鉴定石榴子石种属的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：采集矿石样品；
步骤二：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；
步骤三：对原位石榴子石进行激光拉曼光谱分析；
步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图准确鉴定石榴子石种属。
如上所述的步骤一：采集矿石样品，包括：野外实地考察，系统采集石榴子石的岩石样品，样品规格为3×6×9cm，样品为5块。
如上所述步骤二：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定，包括：对采集的矿样进行切片，制作成0.3mm的光薄片，在显微镜上观察岩石中石榴子石矿物的分布，并将石榴子石的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
如上所述的步骤三：对原位石榴子石进行激光拉曼光谱分析，包括：设置激光拉曼分析所用显微激光拉曼光谱仪，波长为532nm，扫描范围50～4200cm-1，测试的温度为25℃，湿度为50％；将待测含有石榴子石光薄片安放在显微样品台上，采用透射照明光定位，将激光聚焦于石榴子石较均匀的位置上，用动态取谱模式进行一次宽范围快速扫描，根据谱峰的强弱、光谱分辨率的需求以及石榴子石对激光功率的敏感度激光功率的敏感度选择相应的狭缝/针孔宽度、光栅刻线和激光功率；根据测试要求和石榴子石情况设定相应扫描范围、CCD曝光时间和扫描次数，由计算机自动控制系统完成扫描。
如上所述步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图准确鉴定石榴子石种属，包括：对石榴子石分析测得的数据进行处理，制成石榴子石的拉曼光谱图，与国际上已有石榴子石的标准拉曼光谱图进行对比分析，进而准确断定该石榴子石矿物属于哪个种属。
本发明的有益效果是：
(1)本发明设计的一种鉴定石榴子石种属的方法，充分发挥激光拉曼光谱的先进技术手段在在分析石榴子石上的作用，从多种多样的石榴子石族矿物中分解出具体的矿物种属，该方法没有复杂的样品制备过程，避免制备过程中误差的产生，同时具有操作简便、测定时间短和灵敏度高等分析优势。
(2)本发明对吉尔吉斯斯坦塔拉斯州矽卡岩样品实验数据的分析和处理、矽卡岩中石榴子石矿物的研究成果以及与其他5个矽卡岩和花岗岩中石榴子石进行对比的基础上研究出来的，涵盖面广、有效性好、适用性强、准确性好。
(3)本发明方法利用激光拉曼光谱来鉴定石榴子石，测试准确度高，操作简便，用时短，它不仅避免了复杂的样品前处理过程，同时也揭示了石榴子石微观的特征及矿物组分，为研究石榴子石成因奠定基础，同时也为石榴子石的工艺矿物学及用途提供思路，对于探讨石榴子石成因和用途都具有非常重要的意义。
附图说明
图1：本发明所提供的一种鉴定石榴子石种属的方法的流程图；
图2：本发明实施例中某矽卡岩中钙铁榴石的激光拉曼光谱图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种鉴定石榴子石种属的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：采集矿石样品；野外实地考察，系统采集石榴子石的岩石样品，样品规格为3×6×9cm，样品为5块。
步骤二：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；对采集的矿样进行切片，制作成0.3mm的光薄片，在显微镜上观察岩石中石榴子石矿物的分布，并将石榴子石的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
步骤三：对原位石榴子石进行激光拉曼光谱分析；设置激光拉曼分析激光拉曼分析仪，所用仪器为LABHR-VIS LabRAM HR800型显微激光拉曼光谱仪，波长为532nm，扫描范围50～4200cm-1，测试的温度为25℃，湿度为50％；将待测含有石榴子石光薄片安放在显微样品台上，采用透射照明光定位，将激光聚焦于石榴子石较均匀的位置上，用动态取谱模式进行一次宽范围快速扫描，根据谱峰的强弱、光谱分辨率的需求以及石榴子石对激光功率的敏感度激光功率的敏感度选择相应的狭缝/针孔宽度、光栅刻线和激光功率；根据测试要求和石榴子石情况设定相应扫描范围、CCD曝光时间和扫描次数，由计算机自动控制系统完成扫描。
步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图准确鉴定石榴子石种属，包括：对石榴子石分析测得的数据进行处理，制成石榴子石的拉曼光谱图，与国际上已有石榴子石的标准拉曼光谱图进行对比分析，进而准确断定该石榴子石矿物属于哪个种属。
其他具体实施例如下，以某矽卡岩中石榴子石为例对本发明作进一步详细说明。
步骤1：在某矽卡岩进行野外考察，并采集含石榴子石的岩石样品，样品要求新鲜，一般为3×6×9cm。
步骤2：对采集的岩石样品进行光薄片制作和岩矿鉴定。首先，对采集的样品进行切片，制作0.3mm左右的光薄片，然后在显微镜上观察岩石中石榴子石矿物的分布，并将石榴子石的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
步骤3：利用激光拉曼光谱对岩石薄片中石榴子石进行分析测试。激光拉曼分析所用仪器为LABHR-VIS LabRAM HR800型显微激光拉曼光谱仪，波长为532nm，扫描范围50～4200cm-1，测试的温度为25℃，湿度为50％。依据JY/T002-1996《激光喇曼光谱分析方法通则》，将待测含有石榴子石的光薄片安放在显微样品台上，采用透射照明光定位，将激光聚焦于石榴子石比较均匀的位置上。先用动态取谱模式进行一次宽范围的快速扫描，根据谱峰的强弱、光谱分辨率的需求以及石榴子石对激光功率的敏感度，设置针孔孔径为300μm、狭缝宽度为100μm、光栅刻线为1200T及激光功率≤25％或10％。根据测试要求和石榴子石情况设定扫描范围为100-1200cm-1、CCD曝光时间为10-20s及扫描次数为5-10次，并由计算机自动控制系统完成扫描。
步骤4：对石榴子石分析测得的数据进行处理，制成石榴子石的拉曼光谱图，如图2所示，为了验证光谱图的准确性，在5个薄片中分别挑选5颗石榴子石进行拉曼光谱分析，最终将测定的拉曼光谱图与国际上原有的标准拉曼光谱图进行对比分析，进而准确断定该石榴子石是钙铁榴石。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (5)
1.一种鉴定石榴子石种属的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：采集矿石样品；
步骤二：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；
步骤三：对原位石榴子石进行激光拉曼光谱分析；
步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图准确鉴定石榴子石种属。
2.根据权利要求1所述的一种鉴定石榴子石种属的方法，其特征在于：所述的步骤一：采集矿石样品，包括：野外实地考察，系统采集石榴子石的岩石样品，样品规格为3×6×9cm，样品为5块。
3.根据权利要求1所述的一种鉴定石榴子石种属的方法，其特征在于：所述步骤二：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定，包括：对采集的矿样进行切片，制作成0.3mm的光薄片，在显微镜上观察岩石中石榴子石矿物的分布，并将石榴子石的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
4.根据权利要求1所述的一种鉴定石榴子石种属的方法，其特征在于：所述的步骤三：对原位石榴子石进行激光拉曼光谱分析，包括：设置激光拉曼分析所用显微激光拉曼光谱仪，波长为532nm，扫描范围50～4200cm-1，测试的温度为25℃，湿度为50％；将待测含有石榴子石光薄片安放在显微样品台上，采用透射照明光定位，将激光聚焦于石榴子石较均匀的位置上，用动态取谱模式进行一次宽范围快速扫描，根据谱峰的强弱、光谱分辨率的需求以及石榴子石对激光功率的敏感度激光功率的敏感度选择相应的狭缝/针孔宽度、光栅刻线和激光功率；根据测试要求和石榴子石情况设定相应扫描范围、CCD曝光时间和扫描次数，由计算机自动控制系统完成扫描。
5.根据权利要求1所述的一种鉴定石榴子石种属的方法，其特征在于：所述步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图准确鉴定石榴子石种属，包括：对石榴子石分析测得的数据进行处理，制成石榴子石的拉曼光谱图，与国际上已有石榴子石的标准拉曼光谱图进行对比分析，进而准确断定该石榴子石矿物属于哪个种属。
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