翡翠和翡翠特征谱区别?
首先,需要了解什么是“特征谱”及如何获得“特征谱”。 地质学研究常常需要确定岩石或矿物的化学成分,传统的方法是采用X射线荧光法(XRF)测定矿物中元素的含量。然而,这种方法只能给出元素含量信息,不能得到元素分布的信息。而扫描电镜能谱仪(EDS)可以同时提供元素及其化合物含量信息,是一种常用的微区分析方法。但是由于其测试成本较高,不适合大规模测试。需要寻找一种低成本的方式来获取样品的元素组成信息。
近年来发展起来的新方法——电子探针(EPMA)能很好地解决这一难题。与XRF相比,它具有测试精度高、分析速度快、价格低廉等优点,受到很多科研工作者的青睐。不过,与其他方法相比,它的元素分析范围较小,不能用于分析天然宝石。 虽然目前有许多商业化的检测仪器和方法,如红外光谱、拉曼光谱和核磁共振等可用来鉴定宝石的化学成分,但由于宝石材料的组成往往很复杂,常常含有不同种类的微量元素,因此单靠一种方法有时很难准确确定其元素组成。而电子探针可以提供每个元素的原子数比例,通过计算可以得到元素的总和中子通量,进而求出各元素的绝对质量浓度。由于各种元素在电子衍射图谱中的特征峰的位置是已知的,可以通过标样测定得到,故运用该方法可以获得较准确的结果[1]。
通过电子探针对宝石进行定量和定性分析已被广泛用于宝石的研究中,如对钻石[2-3]、红蓝宝石[4]、尖晶石[5]以及碧玺等中子的测量已经取得了满意的成果。 下面以三颗不同的翡翠为例介绍使用电子探针测量的步骤。首先对样品进行抛光,然后用纳米孔电极电解液清洗抛光面,使其表面光滑平整,最后用环氧树脂固定,制作成合适的样品台。将样品置于电子探针下,进行测试。测试结果如下: 从上述结果可以看出,尽管这三颗翡翠来自不同的产地,具有不同的颜色和内部结构,但其元素构成有很大相似之处。氮、氧和钙的含量都较高,而铝和铁的含量相对较低。这是由翡翠的成因决定的。因为翡翠是由硬玉岩经高压变质作用形成,所以在变质过程中硬玉岩中的常见元素都得以保留。而对于铁和锰等元素来说,由于其溶解度受温度影响很大,在水溶液中易形成氢氧化物,在高温高压条件下易于沉淀出来,所以其在翡翠中的含量相对较低。 另外,还可以根据元素组成的数据绘制出元素浓度(质量分数/体积分数)与原子个数百分比的关系图,进一步分析研究。