湖南白云铺金矿含砷黄铁矿和毒砂环带的原位拉曼光谱研究

作者：高尚; 黄菲; 刘佳; 苏丽敏; 王伟

来源：光谱学与光谱分析, 2020, 40(08): 2525-2530.

• 含砷黄铁矿
• 毒砂
• 生长环带
• 原位拉曼光谱
• 频率偏移

含砷黄铁矿、毒砂是金矿床中重要的载金矿物,常发育多阶段生长环带结构,可为认识矿床成因和矿床形成过程提供大量信息。前人对含砷黄铁矿、毒砂环带结构的形貌、成分演化等研究较为充分,但未见系统的原位拉曼光谱特征相关报道。同时,不同环带拉曼谱峰偏移规律的研究也可为认识含砷黄铁矿、毒砂内部不可见金的赋存状态提供一定参考。电子探针结果显示,含砷黄铁矿由内核到外环带(Py1→Py2→Py3), S和Fe含量先减少后增加, As先增加后减少(Py2中砷含量可达10.86%)。Au含量与As的变化呈典型正相关,最多可达0.14%。毒砂由内核到环带(Apy1→Apy2), S和Fe含量减少, As相对增加。原位拉曼分析显示,含砷黄铁矿不同环带均主要显示三个拉曼峰,分别对应于黄铁矿的Fe-[S_2]~(2-)变形振动峰(E_g)、 Fe-[S_2]~(2-)伸缩振动峰(A_g)和S-S伸缩振动峰(T_g)。内核Py1的拉曼位移集中在345.8～346.9, 382.0～382.9和434.6～434.8 cm~(-1);中间环带Py2为331.9～338.7, 359.2～365.4和404.3～414.2 cm~(-1);外环带Py3为343.0～344.9, 375.5～378.3和417.3～431.5 cm~(-1)。Py2的拉曼位移相对于Py1和Py3显著向低频偏移,偏移量3.1～27.2 cm~(-1)。分析认为黄铁矿拉曼位移的偏移主要与As、 Au离子的替代作用有关。含砷黄铁矿中不可见金可能以化学结合态形式进入晶格中,引起化学键力常数和折合质量的变化,导致拉曼谱峰振动频率变小,向低频偏移。毒砂主要发育六个拉曼峰,分别集中于136.2～139.8, 174.8～179.4, 198.9～200.7, 307.0～314.2, 338.5～343.9和407.8～410.5 cm~(-1),与RUEFF数据库中R050071样品以及相关文献报道的数据相似。此外, Apy2的拉曼位移相对于Apy1略向低频偏移,偏移量0.7～5.4 cm~(-1),认为毒砂拉曼位移的变化主要与As离子类质同象置换S离子引起的振动偏移有关。白云铺含砷黄铁矿、毒砂环带结构中原位拉曼光谱特征的研究,为不同成分黄铁矿、毒砂矿物的鉴定提供了丰富的拉曼谱学数据,为揭示不同环带拉曼谱峰的偏移规律,探讨不可见金的赋存形式提供了重要参考。

• 单位
  土木工程学院; 石家庄铁道大学; 中国地质大学(武汉)珠宝学院