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X射线衍射技术应用于宝石鉴定-合成及晶体结构研究进展

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【作者】 张妮林春明

【Author】 ZHANG Ni;LIN Chun-ming;College of Material Engineering,Jinling Institute of Technology;National Key Laboratory of Mineralizaiton Mechanism Research on Endogenous Metal Deposits, Nanjing University;

【机构】 金陵科技学院材料工程学院南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室

【摘要】 因宝石检测常附带无损要求、宝石评价具科学性和不确定性等特点,X射线衍射(XRD)在宝石学这门矿物学的分支学科中的应用具有特殊性,其应用领域主要集中在三个方面。1宝石鉴定领域:对单晶宝石和多晶宝石进行物相鉴定、宝石产地特征研究以及宝石矿物多型的种类划分等。例如根据XRD图谱,可将品种繁多的微晶石英隐晶质变种玉髓中不同的Si O2质矿物相精确区分;通过黏土矿物成分及其含量可将鸡血石中"地"的种类进行划分。2宝石矿物的晶体结构研究:对成分复杂的单晶宝石进行晶体化学分析、获取矿物类质同象替代情况、利用结晶度划分宝石品质。例如晶格参数中的c/a比值可将绿柱石的Al八面体类质同象替代和Be四面体类质同象替代进行区分;软玉中通过XRD数据计算出的结晶度与软玉的品质关系密切。3宝石学研究技术的开发:对宝石的优化处理过程进行监测,在宝石合成过程中检验矿物晶形大小、结晶质量及内应力等,以有机宝石的晶体结构为基础的人工养殖技术研究。例如尖晶石在热处理过程中,Mg离子由四面体中的T位迁移至八面体中的M位,导致M—O和T—O键长随温度变化,并反映在尖晶石的色调中;在托帕石合成过程中,XRD数据显示770~800℃时形成含氟托帕石(与天然托帕石结构相同),而在950℃和1000℃出现含氟托帕石离解成刚玉和莫来石。目前,我国在宝石学的XRD应用方面起步较晚,国外在宝石鉴定、优化与合成方面的应用相对成熟。本文认为,该技术与扫描电镜、质子探针等分析技术的联用仍有很大发展空间。

【基金】 国家自然科学基金资助项目(41402073);金陵科技学院博士科研启动基金项目(jit-b-201329)
【所属期刊栏目】 进展与评述 (2016年03期)
  • 【DOI】10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.03.002
  • 【分类号】TS933;P575
  • 【被引频次】6
  • 【下载频次】1103
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