CN109856107A - 一种鉴定绿柱石的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于宝石和铍矿鉴定技术领域，具体涉及一种鉴定绿柱石的方法，该方法包括以下步骤：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：对原位绿柱石进行激光拉曼光谱分析；步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图对绿柱石进行准确鉴定。本发明充分发挥激光拉曼光谱的先进技术手段在分析铍矿物上的作用，从复杂的矿物共生组合中分解出主要的工业铍矿物——绿柱石，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
本发明属于宝石和铍矿鉴定技术领域，具体涉及一种鉴定绿柱石的方法。
背景技术
绿柱石又称为“绿宝石”，是铍-铝硅酸盐矿物。绿柱石是炼铍的主要矿物原料，色泽美丽者是珍贵的宝石，以祖母绿最为著名，海蓝宝石次之，二者属绿柱石族中的佼佼者，金绿柱石和铯绿柱石也颇具吸引力。绿柱石主要产于花岗伟晶岩或花岗岩中，也可在云英岩、砂岩、云母片岩、大理岩、霞石正长岩、高温热液矿脉中出现，主要矿于奥地利、德国、爱尔兰、马达加斯加、俄罗斯、美国、纳米比亚、赞比亚、津巴布韦、巴西、吉尔吉斯斯坦、阿根廷、印度和中国的西北等。目前，在伟晶岩中已开采了数以千吨的绿柱石矿物，但其中能作为宝石用的却比较稀少。因此，大部分绿柱石还是用于炼铍，作为航天航空、冶金工业的宝贵材料。
绿柱石的光性特征表现为绿色、浅蓝色、白色、玫瑰色等，薄片上为无色。在花岗岩和花岗伟晶岩中，绿柱石常与石英、磷灰石、钾长石、微斜长石等共生，在显微镜下，绿柱石与磷灰石的光性特征相似，容易混淆，不好区分，另外不规则状的绿柱石也易与石英混淆。在云英岩和高温热液矿脉中，绿柱石常与黑钨矿、辉铜矿、锡石、黄玉、日光榴石、硅铍石等共生，绿柱石与黄玉、硅铍石等铍矿物的光性特征也很类似，容易混淆。目前，鉴定矿物的常用方法是电子探针分析，但是该方法对铍矿物也是不准确鉴定的，因为电子探针不能测出铍的含量。X衍射分析能大致判断出矿石中可能存在绿柱石，但是它无法实现原位微区分析。而如今原位激光拉曼光谱分析技术已非常成熟，广泛应用于石油、矿床学、岩石学、包裹体等方面研究。该方法也能够实现对铍矿物的原位准确鉴定，而且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，因此，运用原位激光拉曼光谱对绿柱石进行鉴定是十分有意义且有效的。
发明内容
本发明的目的在于解决现有鉴定分析绿柱石技术中无法实现原位微区分析的缺陷，提供一种鉴定绿柱石的方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种鉴定绿柱石方法，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：对原位绿柱石进行激光拉曼光谱分析；
步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图对绿柱石进行准确鉴定。
如上所述的步骤一：采集矿石样品，包括：野外实地考察，系统采集铍矿样品，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，在显微镜上观察矿石的铍矿物组成，并将可能是铍矿物的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
如上所述的步骤三：对原位绿柱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％；将待测光薄片安放在显微样品台上，对透明铍矿物，采用透射照明光定位，将激光聚焦于无色铍矿物较均匀的位置上，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绿柱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；根据测试要求和绿柱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，比对拉曼光谱图对绿柱石进行准确鉴定，包括：对绿柱石分析测得的数据进行处理，制成绿柱石的拉曼光谱图，与国际上已有绿柱石的标准拉曼光谱图进行对比分析，进而准确断定该矿物是否是绿柱石。
本发明的有益效果是：
(1)本发明设计的一种鉴定绿柱石的方法，充分发挥激光拉曼光谱的先进技术手段在分析铍矿物上的作用，从复杂的矿物共生组合中分解出主要的工业铍矿物——绿柱石，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)本发明基于对吉尔吉斯斯坦塔拉斯州乌尊地区铍矿样品实验数据的分析和处理、花岗伟晶岩型和高温热液脉型铍矿中铍矿物的研究成果以及与已知5个铍矿床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绿柱石，测试准确度高，操作简便，用时短，测试准确度高，操作简便，用时短，不仅避免了复杂的样品前处理过程，同时也揭示绿柱石在微观上与其他矿物的关系，为研究铍矿的成因和成矿机理奠定基础，同时也为铍矿的工艺矿物学和选冶方法提供思路，探讨铍矿的成因和指导选冶方法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绿柱石方法的流程图；
图2：本发明实施例中某地区高温热液脉型铍矿中绿柱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，一种鉴定绿柱石方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：采集矿石样品；野外实地考察，系统采集铍矿样品，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，在显微镜上观察矿石的铍矿物组成，并将可能是铍矿物的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
步骤三：对原位绿柱石进行激光拉曼光谱分析；设置激光拉曼分析所用显微激光拉曼光谱仪，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％；将待测光薄片安放在显微样品台上，对透明铍矿物，采用透射照明光定位，将激光聚焦于无色铍矿物较均匀的位置上，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绿柱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；根据测试要求和绿柱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，比对拉曼光谱图对绿柱石进行准确鉴定：
对绿柱石分析测得的数据进行处理，制成绿柱石的拉曼光谱图，与国际上已有绿柱石的标准拉曼光谱图进行对比分析，进而准确断定该矿物是否是绿柱石。
其他具体实施例如下，以某地区高温热液脉型铍矿为例对本发明作进一步详细说明。
步骤1：在某地区高温热液脉型铍矿进行野外考察，并采集铍矿石样品，样品要求新鲜，一般为3×6×9cm，样品数量至少为5块。
步骤2：对采集的铍矿石进行光薄片制作和岩矿鉴定。首先，对采集的铍矿石进行切片，制作0.3mm左右的光薄片，然后在显微镜上观察矿石的铍矿物组成，并将可能是绿柱石的位置圈出来，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绿柱石进行分析测试。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》，将待测含有绿柱石的光薄片安放在显微样品台上，采用透射照明光定位，将激光聚焦于绿柱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绿柱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％。根据测试要求和绿柱石情况设定扫描范围为100-2000cm-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：对绿柱石分析测得的数据进行处理，制成绿柱石的拉曼光谱图，如图2所示，为了验证光谱图的准确性，在5个铍矿石薄片中分别挑选5颗绿柱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，进而准确判断该矿物是绿柱石。
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)
1.一种鉴定绿柱石方法，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：对原位绿柱石进行激光拉曼光谱分析；
步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图对绿柱石进行准确鉴定。
2.根据权利要求1所述的一种鉴定绿柱石方法，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，系统采集铍矿样品，样品规格为3×6×9cm，样品为5块。
3.根据权利要求1所述的一种鉴定绿柱石方法，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，在显微镜上观察矿石的铍矿物组成，并将可能是铍矿物的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
4.根据权利要求1所述的一种鉴定绿柱石方法，其特征在于：所述的步骤三：对原位绿柱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％；将待测光薄片安放在显微样品台上，对透明铍矿物，采用透射照明光定位，将激光聚焦于无色铍矿物较均匀的位置上，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绿柱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；根据测试要求和绿柱石矿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所述的一种鉴定绿柱石方法，其特征在于：所述步骤四：数据处理，比对拉曼光谱图对绿柱石进行准确鉴定，包括：对绿柱石分析测得的数据进行处理，制成绿柱石的拉曼光谱图，与国际上已有绿柱石的标准拉曼光谱图进行对比分析，进而准确断定该矿物是否是绿柱石。
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