中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针技术研究河南淅川绿松石矿物学特征

李欣桐, 先怡衡, 樊静怡, 张璐繁, 郭靖雯, 高占远, 温睿. 应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针技术研究河南淅川绿松石矿物学特征[J]. 岩矿测试, 2019, 38(4): 373-381. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809090102
引用本文: 李欣桐, 先怡衡, 樊静怡, 张璐繁, 郭靖雯, 高占远, 温睿. 应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针技术研究河南淅川绿松石矿物学特征[J]. 岩矿测试, 2019, 38(4): 373-381. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809090102
Xin-tong LI, Yi-heng XIAN, Jing-yi FAN, Lu-fan ZHANG, Jing-wen GUO, Zhan-yuan GAO, Rui WEN. Application of EMPA-XRD-SEM to Study the Mineralogical Characteristics of Turquoise from Xichuan, Henan Province[J]. Rock and Mineral Analysis, 2019, 38(4): 373-381. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809090102
Citation: Xin-tong LI, Yi-heng XIAN, Jing-yi FAN, Lu-fan ZHANG, Jing-wen GUO, Zhan-yuan GAO, Rui WEN. Application of EMPA-XRD-SEM to Study the Mineralogical Characteristics of Turquoise from Xichuan, Henan Province[J]. Rock and Mineral Analysis, 2019, 38(4): 373-381. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809090102

应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针技术研究河南淅川绿松石矿物学特征

  • 基金项目:
    国家自然科学基金项目(51704241,51374030);教育部人文社科基金项目(17YJC780007);陕西省教育厅项目(17JK0722)
详细信息
    作者简介: 李欣桐, 硕士研究生, 主要从事宝玉石及宝玉石类文物研究。E-mail:lixintong121212@163.com
    通讯作者: 先怡衡, 博士, 讲师, 主要从事科技考古、矿冶考古研究。E-mail:xianyiheng@sina.com
  • 中图分类号: P578.927;P619.232;P575.1

Application of EMPA-XRD-SEM to Study the Mineralogical Characteristics of Turquoise from Xichuan, Henan Province

More Information
  • 河南省淅川县位于我国重要绿松石产区——秦岭东部绿松石矿区东延部分,与淅川毗邻的许多早期考古遗址中出土了大量的绿松石制品,因此淅川绿松石的矿料流布受到许多考古学者的关注。研究淅川绿松石的矿物学特征有助于完善我国不同矿区绿松石矿物学研究,为追溯我国早期绿松石文物的矿料来源提供重要的数据支撑。本文利用偏光显微镜观察、扫描电镜、粉晶X射线衍射等技术对淅川绿松石进行结构研究,辅以电子探针、背散射电子图像观察等方法研究了淅川绿松石的矿物组合。结果表明:淅川绿松石主要由细小的鳞片状、短柱状、板片状微晶集合体组成,可见环带状、结核状、碎斑碎粒状结构;通过对比不同样品的微晶结构,可知其微晶的大小、晶型和分布状态会影响淅川绿松石集合体的致密程度和颜色;淅川绿松石集合体中常见石英、玉髓和铁氧化物,部分样品含有硫磷铝锶矿。通过对比其他矿区绿松石矿物组合,发现淅川绿松石与湖北地区的绿松石矿物组成相近,主要杂质为石英、褐铁矿,明显区别于安徽地区以高岭石为主要杂质矿物的绿松石。
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  • 图 1  河南淅川绿松石样品的外观与扫描电镜下观察结果

    Figure 1. 

    图 2  河南淅川绿松石样品的结构特征

    Figure 2. 

    图 3  河南淅川绿松石样品的背散射电子图像

    Figure 3. 

    图 4  河南淅川绿松石的矿物关系

    Figure 4. 

    表 1  河南淅川绿松石样品的特征

    Table 1.  Regular gemological characteristics of turquoise from Xichuan area of Henan Province

    样品编号 外观特征
    DSQ-1 浅蓝色、蓝色;土状光泽;绿松石为结核状;围岩为层状页岩,黄褐色,靠近松石的边缘处为深褐色
    DSQ-2 蓝色;玻璃光泽;绿松石为致密块状;表面可见不规则网状分布的黑色杂质,俗称“铁线”
    DSQ-3 浅蓝色;玻璃光泽;边缘为浅白色风化层;绿松石为致密块状; 围岩为黑色
    DSQ-4 浅蓝色、蓝白色、表面有白色风化层;土状光泽;绿松石呈镶嵌状;围岩为褐黄色
    DSQ-5 深蓝色;玻璃光泽;绿松石为结核状;围岩为褐黄色,紧紧包裹着绿松石
    DSQ-6 蓝色;玻璃光泽;绿松石为结核状、脉状;围岩为褐黄色
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    表 2  河南淅川绿松石电子探针分析结果

    Table 2.  EMPA analysis of turquoise from Xichuan area of Henan Province

    成分 绿松石 硫磷铝锶矿
    (图 3b-B区)
    石英 褐铁矿
    Tur(图 3a) Tur(图 3b-A区) Qz-1(图 3a) Qz-2(图 3a) Lm-1(图 3a) Lm-2(图 3a)
    SiO2 0.478 0.519 1.237 89.262 97.162 0.604 7.731
    FeO 0.158 0.137 0.088 0.017 0.105 55.402 69.386
    SO3 0.379 0.393 4.519 0.005 0.205 0.143 0.117
    Al2O3 39.716 40.66 32.639 0.019 0.408 4.406 1.088
    CuO 6.61 5.973 0.449 - 0.224 0.209 0.382
    P2O5 33.86 35.124 20.185 - 0.121 1.306 0.314
    SrO 0.428 0.741 7.542 - - 0.011 -
    V2O3 - 0.14 0.685 - 0.027 8.125 3.173
    CaO 0.55 0.983 7.728 0.042 0.034 0.356 0.382
    MgO 0.042 0.037 0.071 0.032 - 0.047 0.071
    ZnO 1.34 1.188 - - - 2.029 -
    BaO 0.085 0.07 1.324 0.002 - 0.078 0.215
    MnO 0.051 0.029 0.015 0.033 0.038 0.035 0.093
    K2O 0.08 0.1 0.412 0.048 0.035 0.137 0.108
    TiO2 0.073 - 0.064 0.025 - 0.263 0.339
    PbO - - 0.032 - - - -
    总量 83.85 86.094 76.99 89.485 98.359 73.151 83.399
    注:①由于绿松石中含水,故测试结果总和低于100。②“-”表示低于电子探针检测限。
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    表 3  河南淅川绿松石样品DSQ-5B粉晶X射线衍射数据和硫磷铝锶矿标准卡片对比

    Table 3.  X-ray powder diffraction data of sample DSQ-5B area and the standard card of Svanbergite

    PDF#39-1361 Svanbergite标准卡片 样品DSQ-5B
    2θ d(nm) 2θ d(nm)
    15.602 0.5675 15.7 0.56398
    25.524 0.3487 25.49 0.34916
    30.032 0.2973 30.049 0.29714
    30.283 0.2949 30.38 0.29398
    36.789 0.2441 36.87 0.24358
    40.341 0.22339 40.91 0.22041
    46.235 0.19619 47.979 0.18946
    52.444 0.17433 52.279 0.17484
    63.965 0.14543 63.021 0.14738
    65.743 0.14192 65.664 0.14207
    68.52 0.13683 68.543 0.13679
    69.611 0.13495 69.183 0.13568
    73.854 0.12821 73.618 0.12856
    80.148 0.11965 80.04 0.11978
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    表 4  不同产地绿松石的杂质矿物组合

    Table 4.  Associated minerals of turquoise from different origin places

    矿床类型 产地 杂质矿物组合
    湖北竹山 褐铁矿、高岭石、石英、重晶石、滑石、蓝铜矿和孔雀石
    湖北郧县 石英、褐铁矿、水铝英石、明矾、方解石、蓝铜矿、孔雀石和多水高岭石等
    碳硅质板岩、硅质岩、页岩沉积变质型 陕西安康 石英、黄钾铁矾、埃洛石、蒙脱石
    陕西洛南 石英,玉髓、褐铁矿、伊利石、高岭石
    陕西白河 玉髓、褐铁矿、多水高岭石
    河南淅川 石英、玉髓、褐铁矿、硫磷铝锶矿
    中酸性火山岩型 安徽殿庵山 高岭石、绿泥石
    安徽马鞍山 高岭土、石英
    注:表 4信息整理自文献[5-31]。
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出版历程
收稿日期:  2018-09-09
修回日期:  2019-03-09
录用日期:  2019-04-09

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