宝石级氟磷锰矿的化学成分及光谱学表征

作者：吕洋; 裴景成^*; 高雅婷; 陈泊羽

来源：光谱学与光谱分析, 2022, 42(04): 1204-1208.

• 氟磷锰矿
• 化学成分
• 拉曼光谱
• 红外光谱
• 紫外-可见光吸收光谱

氟磷锰矿是一种稀有矿物，宝石级氟磷锰矿可呈现高饱和度的红橙色。选取三颗来自巴基斯坦的样品，通过电子探针、拉曼光谱、红外光谱和紫外-可见光吸收光谱进行系统研究，旨在获得其化学成分、光谱学特征，分析致色离子，为其品种鉴定、优化处理等提供重要数据。样品平均化学成分化学式为(Mn1.66, Fe0.17, Ca0.15, Mg0.03)Σ2.02[P0.99O4.14]F0.82,属含少量铁的氟磷锰矿，与文献记载的巴基斯坦Shigar山谷产出的宝石级氟磷锰矿化学成分相似。拉曼光谱与红外光谱显示氟磷锰矿的主要振动基团为PO42-基团。拉曼光谱的主峰位于980 cm-1,可用于分析羟基与氟的替代关系，450和427 cm-1双峰的强度比可反映Mn2+和Fe2+的替代关系。红外光谱在400～650 cm-1波段和900～1 200 cm-1波段有吸收峰，可以反映羟基与氟和Mn2+与Fe2+的替代关系。因此，拉曼光谱、红外光谱特征可清晰区分氟磷锰矿、羟磷锰矿和氟磷铁矿三个类质同像矿物。紫外-可见光吸收光谱中，以406 nm为中心的强吸收峰是由于Mn2+自旋禁阻跃迁导致；以455 nm为中心的弱吸收峰是由于Fe2+自旋禁阻跃迁导致，Mn2+对此峰也有一定贡献；以533 nm为中心的吸收峰是由Mn2+的6A1g(S)→4T1g(G)跃迁导致。样品呈现红橙色，属自色矿物。氟磷锰矿族矿物普遍存在类质同象，拉曼光谱、红外光谱可准确鉴定氟磷锰矿，电子探针可以为其产地溯源提供重要信息。

• 单位
  中国地质大学(武汉)珠宝学院