铁含量对白云石拉曼光谱特征的影响

作者：庞江; 张烨毓^*; 黄毅; 王海波; 刘虎; 王代富; 方继瑶

来源：岩矿测试, 2023, 42(04): 852-862.

DOI：10.15898/j.ykcs.202211030210

• 白云石
• 显微共聚焦激光拉曼光谱
• 电子探针
• 拉曼位移
• Fe含量

白云石中Fe含量分析是研究白云石(岩)成因的重要手段，研究白云石中Fe含量与拉曼光谱之间的关系能够提供一种利用拉曼光谱原位测定白云石中Fe含量的潜在方法。本次研究应用显微共聚焦激光拉曼光谱仪对不同Fe含量的白云石进行了拉曼光谱分析，并对其拉曼光谱变化特征进行了研究。研究结果表明，相较于白云石，铁白云石各个拉曼特征峰均向低频方向偏移。白云石的拉曼特征峰位移与Fe含量呈明显的线性关系，随着Fe含量增加，白云石的各个拉曼特征峰位移均减小。相较于[CO3]2-基团内部振动特征峰(v1、v3和v4峰)，两个晶格振动特征峰(T峰和L峰)随Fe含量变化的偏移更为明显。研究认为，由于Fe2+的离子半径大于Mg2+，当Fe2+替代白云石晶格中的Mg2+后，晶格中金属-氧键平均键长变长、平均键能变弱，从而改变了金属-氧键和C-O键拉曼活性振动，致使拉曼特征峰向低频方向偏移。本次研究初步建立了基于拉曼光谱中L峰和v1峰的峰间距测定白云石中Fe含量的方法，与传统方法相比，该方法对样品要求较低，能够进行非破坏性测试。