电子探针-电感耦合等离子体质谱法研究不同种类石榴石的稀土元素配分和矿物学特征

• 作者: 贾玉衡 钱建平
• 来源期刊: 岩矿测试
• 学科: 化学
• 关键词: 石榴石 类质同象替换 稀土元素配分 矿物学特征
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 矿产资源测试技术与应用
• 页码范围: 886-895
• 页数: 10页
• 分类号: P574|O657.63
• 语种: 中文
• DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202005060007

摘要

石榴子石是变质岩和岩浆岩中一种常见的硅酸盐矿物,其类质同象非常普遍.已有资料表明,不同成分的石榴子石的颜色颇为不同,但石榴子石的成分和颜色之间相互关系尚未进行系统研究和总结.本文应用电子探针、电感耦合等离子体质谱、X射线粉晶衍射、拉曼光谱、红外光谱和紫外可见吸收光谱等手段对常见的红色(G1)、橙色(G2)、绿色(G3)和褐红色(G4)石榴石进行了系统测试,旨在揭示石榴子石成分、结构和颜色的内在关系和变异规律,以期为不同地质体中产出的石榴子石矿物学特征的总结及地质应用提供依据.研究结果表明,G1、G4样品含有较多Fe元素(Fe3+:0.24％、0.24％;Fe2+:1.01％、0.89％);G2样品含有较高的Mn元素(2.76％);G3样品含有很高的Cr、V元素(3453×10-6、1458×10-6).类质同象对石榴石的晶体结构产生影响,晶胞参数有较大差别,分别是a=11.530nm(G1)、11.563nm(G2)、11.849nm(G3)和11.470nm(G4).石榴石中的微量元素和稀土元素对于示踪物源及形成过程具有很强的指示意义.石榴石中的稀土元素总量分布不均匀,LREE/HREE比值小于1,表现为重稀土元素富集,Eu/Eu*比值小于1,为Eu负异常.所有样品的Ce异常均不明显.石榴石样品的拉曼光谱呈现出峰强和峰位的明显差异也反映了类质同象的存在:G1、G4在570nm处出现Fe3+电子跃迁吸收峰;G2在460nm和520nm附近出现Mn2+电子跃迁吸收峰;G3在690nm处出现Cr3+电子跃迁吸收峰.紫外可见吸收光谱特征显示,红色和褐红色样品出现在570nm处的Fe3+电子跃迁吸收峰,与其成分中含有大量Fe有关;橙色样品于460nm和520nm附近的特征吸收峰归属于Mn2+,对应其主要成分中大量的Mn;绿色样品690nm处出现强的吸收峰,由Cr3+跃迁产生,是微量元素Cr的存在所致.研究结果表明,石榴石的颜色与其成分和结构具有良好的对应关系.