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拉曼鉴别硅灰石与碳酸盐

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:综上所述,硅灰石向方解石转变过程中,其针状的外形会向菱形状转变;拉曼谱图显示拉曼位移会由硅灰石的特征峰逐渐转变成方解石的峰,硅灰石的特征峰强度逐渐减小,方解石的特征峰强度逐渐增大。

在显微镜下硅灰石外观均为长形,具有针状晶形结构(图6-2),外形棱角分明、透明、光泽度好。采用拉曼激光光谱鉴定其成分,纯净的硅灰石化学组成为Ca Si O3,在位移200~1500cm-1范围内其纯净谱图如图6-3所示,其主要特征拉曼位移为958cm-1和624cm-1,并在1000cm-1附近有较小的3个小峰,在869cm-1有一矮胖弱峰,469cm-1同样有一尖锐小峰突出。这种拉曼谱峰是鉴定硅灰石的特征峰,所以反应前样品腔体中矿物均显示该拉曼峰,说明加热前硅灰石矿物纯净单一,非混合物,便于与方解石形成比对。

硅灰石和方解石由于化学成分和空间分子结构的不同,导致它们在外形特征上有明显区别,硅灰石为针状或长状晶体,方解石为菱形状晶体,在显微镜下容易区分和鉴别。拉曼谱图上它们的分子振动峰差异明显,最明显的特征为拉曼位移硅灰石958cm-1,方解石1075cm-1(图6-4),其转化量的大小可以从拉曼峰相对强度来判断,以此来监测碳酸盐化过程中硅灰石向方解石转变。此外,由于不同温度下,矿物的拉曼位移会有所移动,但偏移不大,所以其特征拉曼位移略有波动,不会影响实验过程中对反应物和产物的鉴定。综上所述,硅灰石向方解石转变过程中,其针状的外形会向菱形状转变;拉曼谱图显示拉曼位移会由硅灰石的特征峰逐渐转变成方解石的峰,硅灰石的特征峰强度逐渐减小,方解石的特征峰强度逐渐增大。

图6-2 反应前透明石英腔体中的纯净矿物硅灰石小(左图)和大颗粒(右图)对比

图6-3 纯净硅灰石拉曼特征谱图

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