山东蒙阴开普系金刚石的宝石矿物学特征研究

论文摘要

山东蒙阴是我国重要的金刚石产地之一。其原生矿品位高,储量大,但质量较差,以工业钻为主。对山东蒙阴金刚石进行宝石矿物学研究,可以指导金刚石的改性实验,提高其质量,增加金刚石的经济效益,提高金刚石资源的利用率。本文主要对山东蒙阴金刚石原石和切片进行了显微放大观察、谱学（红外吸收光谱测试、拉曼光谱测试、紫外-可见吸收光谱测试）和发光性（阴极发光测试、紫外荧光观察）等一系列测试,以求对山东蒙阴金刚石的宝石矿物学特征进行系统的研究。主要得到以下认识：1、本文研究的30颗山东蒙阴金刚石原石均具有较完好的晶体形态,大多数为单形,且以阶梯状八面体居多,部分为连生,偶见聚形。样品普遍遭受到强烈的溶蚀,在金刚石晶面上主要见到10种晶面蚀像。样品中大多存在暗色矿物包体、晶体包体和裂隙。样品普遍颜色较均匀,但在个别原石和切片中出现了颜色分布不均匀现象。2、红外吸收光谱显示了金刚石的本征峰,氮、氢（C-H键、N-H键、0-H键、H20）、包裹体（橄榄石、镁铝榴石、铬铁矿、透辉石等）引起的吸收峰。1175 cm-1及1010cm-1、1100cm-1附近的吸收峰归属于聚合氮的B1吸收线系。根据红外光谱中氮峰的特点可知,随着金刚石褐色调的加深,三种氮的吸收峰均有所增强,但增强幅度不同。双氮的吸收峰强度增长的最明显,聚合氮的吸收峰次之,而片状偏析氮的吸收峰仅在一定的小范围内增长。样品中以ⅠaAB型为主,其次为ⅠaB型。3、金刚石样品原石均呈现不同颜色、不同强度的阴极发光现象。普遍为区域性发光,说明大部分样品在形成过程中遭受内应力、溶蚀等多种作用,内部的晶格发生变化。样品主要显示蓝白色、黄绿色的阴极发光,局部出现紫色、粉红色发光区。蚀像处发光现象明显。4、样品的紫外荧光以蓝白色、黄白色为主。并且长波强于短波。5、拉曼光谱显示了金刚石的本征峰、C-N键的吸收峰、N2以及Si-C键的吸收峰。部分样品的拉曼光谱本征峰向高波数值方向漂移,表明金刚石的结构特征发生了某些变化。6、测试样品的紫外-可见吸收光谱的总体趋势大致相同。从300nm到500nm为一条透过率逐渐增强的曲线。存在一个以560nm为中心的宽吸收带。而在650nm以后,虽然透过率逐渐增强,但其间存在着数量不等的宽吸收带。测试样品中存在N2、N3、H3、GR1心的吸收。天然金刚石中可以出现GRl色心,并且出现在黄色-褐色系钻石中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 山东蒙阴金刚石矿区的地质特征
• 1.2 选题的目的和意义
• 1.3 研究现状
• 1.4 主要工作内容和实验工作量
• 第二章 山东蒙阴开普系金刚石的显微放大观察特征
• 2.1 样品原石的显微放大观察特征
• 2.1.1 样品原石的晶体形态特征
• 2.1.2 样品原石的表面特征
• 2.2 样品切片的显微放大观察特征
• 2.3 样品的包裹体特征
• 2.4 本章小结
• 第三章 山东蒙阴开普系金刚石的红外光谱特征及分类
• 3.1 红外光谱在金刚石中的应用
• 3.2 山东蒙阴开普系金刚石的红外光谱特征
• 3.2.1 样品准备及测试条件
• 3.2.2 山东蒙阴金刚石的红外光谱分析
• 3.2.3 山东蒙阴金刚石中氮的红外光谱吸收峰分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 山东蒙阴开普系金刚石的发光性特征
• 4.1 山东蒙阴金刚石的阴极发光特征
• 4.1.1 测试条件
• 4.1.2 测试结果
• 4.1.3 样品原石的阴极发光分析
• 4.2 山东蒙阴开普系金刚石的紫外荧光特征
• 4.3 本章小结
• 第五章 山东蒙阴开普系金刚石的谱学特征
• 5.1 山东蒙阴开普系金刚石的拉曼光谱特征
• 5.1.1 测试条件
• 5.1.2 测试结果
• 5.2 山东蒙阴开普系金刚石的紫外-可见吸收光谱特征
• 5.2.1 测试条件
• 5.2.2 测试结果
• 5.2.3 测试结果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 山东蒙阴金刚石矿区的地质特征
• 附录B 硕士期间发表的论文