便携式近红外光谱对层状硅酸盐矿物结构及成因探讨.pdf

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1、第38卷第3期化工矿产地质Vl0l_38NO．32016年09月GE0L0GY0FCHEMICALMINERALSSep．2016便携式近红外光谱对层状硅酸盐矿物结构及成因探讨。吴珍珠张一艳刘乃利2常宏程宏飞1中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京1000832北京德严科技有限公司，北京100083提要采用oreXpresS便携式矿物分析仪获取了高岭石、蛇纹石、滑石、叶腊石、白云母五种层状硅酸盐的近红外光谱谱图，运用矿物学和近红外光谱原理研究发现：二八面体型层状硅酸盐由于八面体空隙的存在，使谱图

2、上1400nm和1900nm附近处的吸收峰强度要强于三八面体型层状硅酸盐的吸收峰强度，并且二八面体型层状硅酸盐的结构单元层是1：1型，因此氢键效应会加剧这种作用；结构单元层类型相同的层状硅酸盐，因八面体片中的阳离子电负性不同，会使金属一羟基叠加峰峰位发生偏移；过渡离子的存在，会使吸收峰的峰强和峰形产生异常；利用不同矿物晶格中分子、离子吸收不同能量的光子后，会在图谱上表现出不同的吸收特征，可反映出样品的矿物类型、结晶度、含水量等信息。关键词便携式近红外光谱层状硅酸盐结构中图分类号：0657．33；P578．

3、94文献标识码：A文章编号：1006—5296(2016)03—0171—07近红外光谱分析技术是从农业开始的⋯。其矿物类型、结晶程度、含水量等信息进行定性Norris等首先将近红外光谱分析技术致力于农分析从而推断样品的成因机制。产品品质的研究。20世纪80年代以来，近红l实验部分外光谱分析技术与计算机技术有机结合后迅速发展，在石油化工、农业生产、医药等领域得到广1．1表征仪器泛应用。在地质行业，利用该方法检测样品近红外光谱测定采用美国SEI公司生产的全具有快速简便，无损样品，高效，技术容易掌握，光谱近红

4、外分析仪oreXpressTM完成。测定方法为成本低，环保等诸多优点，从而在矿物识别、矿漫反射光谱法，采集使用参数：光源：探头自带物的野外分析等方面应用广泛。白立新(2007)5w卤素灯；自动扣除暗电流，光谱平均次数为利用近红外分析技术建立了宁夏及阿拉善盟地区50次，白板平均次数也为50次；光谱范围35O～常见矿物的近红外标准¨；修连存等(2009)对2500nm；近红外光谱波段分辨率优于8nm。样品蚀变矿物进行了定性和定量研究¨；李兴鹏等的x射线衍射(XRD)测定采用日本RIGAKU(2013)提出了那

5、利金矿的蚀变矿物找矿标志‘”：公司的D／max—rA12kW旋转阳极x射线衍射虽然国内外有关于近红外矿物分析方面的大仪完成。所采用的测定条件为：Cu靶；电压：40量研究，但大多是通过实验获取不同矿物的鉴定kV；电流：100mA；扫描步宽：0．02。图谱，或者是通过建模来测定水分、二氧化碳等1．2样品的含量，而基于谱图信息研究样品的成因特所获样品详细信息见表1。矿物成分经X射征较少，本次实验通过对五种层状硅酸盐的近红线衍射技术测定，并进一步进行了定量，结果见外图谱的研究，阐明了不同波段图谱特性，并对表1。o

6、基金项目：北京市自然基金项目资助(8164062)，北京市科技新星计划资助(XXJH2015B081)，北京市优秀人才计划资助(2Ol4000020l24G164)，中国矿业大学(北京)大学生创新计划资助(C201502021)第一作者简介：吴珍珠(1992~)，女，地质工程专业收稿日期：2016—05．17：改回日期：2016．05．23172化工矿产地质2016住表1样品的矿物组成Table1Themineralcompositionofthesamples1．3数据采集本实验所用地质样品选自实验室的

7、分析样品，样品的近红外光谱测定由北京德严科技公司提供的oreXpressM由专业人员测试完成，之后利用x衍射技术进行了样品的物相和半定量分析并结合中国石油勘探开发研究院提供的相关测试软件进行了进一步定量。2结果与讨论2．1近红外光谱分析图1为五种层状硅酸盐在800～lO00nm范围内的近红外光谱图，该波段内的谱线特征主要是羟基的次级倍频或过渡金属离子(Fe，Co，Ni，等)产生的¨“。从图1可以看出高岭石在967nm、滑石在950nm、叶蜡石在952nm的吸收峰较尖锐但微弱，故应该是羟基的三级倍频峰，而白

8、云母的光谱曲线与前四者的波形存在较大差异，在962nm处出现一个相对明显的吸收峰，但图1五种层状硅酸盐在800-1000nm范围的峰形较前四者宽缓，在800~962nm范围内是由近红外图谱Fig1Nearinfraredspectrogramoffivekindoflayered许多微弱的吸收峰组成的一个弧形曲线，在白云silicatesin800—1O00nm母中经常会出现Fe、Cr等过渡离子代替八面体中的A1离子而出现类质