红外光谱法在测定矿物样品特征中的应用研究

邵慧敏

（桂林理工大学，广西 桂林 541004）

本文对市面上比较具有代表性的几种优化处理方法处理出来的矿物样品进行了研究和比较，主要采用的研究方法为：宝石学基本性质测试、显微观察、红外光谱测试。主要对不同样品中出现的异常成分进行分析比较，发现注胶、浸蜡矿物样品均出现不同程度的有机吸收峰，这些与注入的材料相关，峰的强度也与注入材料深度和多少相关。

1 样品与实验

本次实验所用样品取自长春市华联古玩城的不同矿物样品零售商，另外从指导老师处获得几颗样品。对于矿物样品的成分分析研究，利用的仪器有：宝石显微镜，紫外荧光，红外光谱，光谱类仪器通过给出样品谱图并与标准谱图进行比较确定结果。

2 实验结果

2.1 矿物样品尺寸（精度0.02mm）

具体样品尺寸如表1所示。

2.2 矿物样品的肉眼观察特征和折射率值

本次测试的16颗样品中有几颗颜色偏绿的样品，经砸碎之后发现内外部均显示特殊的绿色，均与矿物样品的蓝绿色不同，所以怀疑它们可能是其他材料或是染色过度的矿物样品。折射率取值均为点测法。

2.3 矿物样品的荧光特征

多数样品具有不同强度的荧光，且荧光强度在长波和短波紫外光下区别不大。经历过优化处理的矿物样品裂隙中一般充填了一些有机物，如环氧树脂等，均会发出一定强度的荧光。

2.4 矿物样品的显微放大特征

具体信息如表1所示。

表1 矿物样品的放大检查与荧光

本次测试结果显示多数样品有中等以上的荧光，所以初步判断这些样品中的大多数经历了一定程度的充胶和染色。使用的具体化学物质需要进一步测定。

2.5 红外光谱测定矿物样品中的有机物

见图1。

3 讨论

根据文献资料显示的矿物样品标准红外光谱：

波数为35083，3463，3445，3280，3075，1620（弱），1189，1168（强），1158（强），1108（强），1090，1058（强），1050，1010，990，950，903（弱），836，786（弱），725（弱），685，650，608，689，572，545，483，455，425，400。

（1）样品3：根据以前的研究学者对矿物样品的红外光谱的归属认为，样品3中，由v(OH)的伸缩振动导致的红外吸收峰位于3469cm-1，3514-1处。磷酸根基团的伸缩振动导致红外吸收谱带：v3(PO4)伸缩振动导致的红外吸收谱带位于1135 cm-1，1095cm-1，1062 cm-1处。δ（OH）弯曲振动导致的谱带位于840cm-1处。

（2）样品5：样品5中，由v(OH)的伸缩振动导致的红外吸收峰位于3459cm-1，3514-1处。δ（H2O）弯曲振动导致的红外光谱吸收峰位于1641cm-1。磷酸根基团的伸缩振动导致红外吸收谱带：v3(PO4)伸缩振动导致的红外吸收谱带位于1159 cm-1，1099 cm-1，1037 cm-1处。

（3）样品11：样品11中，由v(OH)的伸缩振动导致的红外吸收峰位于3471cm-1，3509-1处。δ（H2O）弯曲振动导致的红外光谱吸收峰位于1741cm-1。磷酸根基团v4（PO4）弯曲振动导致的红外吸收带主要有：647cm-1，593cm-1，570cm-1，480cm-1，431cm-1。3000cm-1附近出现几个平滑的有机物吸收峰。认为样品11经历过有机物充填。

（4）样品13：样品13红外光谱特征与矿物样品大不相同，认为该谱图为菱镁矿与菱铁矿的类质同象谱图。

4 结论

本次实验在市面上采集得到的矿物样品中：①样品4和样品13是由菱镁矿仿制而成。能谱仪证明主要成分为MgCO3，除这两颗样品外，其他样品显示主要化学成分含有Cu、P元素。②矿物样品2、7、11经历过优化处理，结构发生一定的变化。而样品7晶粒圆滑，连成片状，可以和天然样品区分开来。③样品3、5为天然品，样品3中含有水磷铝铅矿等；样品5中除主要矿物成分矿物样品外，还含有一些矿物样品的常见伴生矿物，同样样品结晶程度也较好。④样品1、6、8、9、10、12经历过注胶处理，树脂光泽明显，其中6号样品还经历过染色处理，颜色分布均匀，色调不自然。

实验说经测量矿物样品基础性质测试及红外光谱等现代测试仪器在矿物样品的优化处理鉴定中有重大作用，相互配合能高效的区分出此矿物是否经历过染色充填等优化处理。