从林伍德石拉曼光谱中解译化学成分方法

2011-10-28 12:02 来源: 中国科学院
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  拉曼光谱作为解析矿物结构的重要手段,在地学研究中得到了广泛的应用。前人工作表明,橄榄石、辉石等矿物的拉曼谱峰与其化学成分组成具有一定的相关性,为同时测定矿物的结构与化学成分提供了新的技术。

  中科院地质与地球物理研究所地球深部结构与过程研究室的博士研究生冯璐与导师林杨挺研究员在开展南极陨石冲击变质研究中,发现了大量橄榄石的高压矿物相,即林伍德石。这些林伍德石富含FeO,并且变化范围极大(Fa = 27.8-81.6 mol%)。进一步研究发现,林伍德石颗粒的Fa值与拉曼谱峰有很好的线性相关。随着林伍德石的Fa值从28 mol%升高至82 mol%,DB1峰从796.3 cm-1 位移至 782.7 cm-1;SB1峰从296.0 cm-1位移至284.6 cm-1。她们建立了林伍德石Fa值与拉曼谱峰的关系式,从而得到利用拉曼光谱测定林伍德石的化学成分的新方法,其分析精度好于5 mol%。

  该项技术具有两个重要的潜在应用,即在高温高压实验中在线测定橄榄石-林伍德石的相变及其化学组成变化,以及在深空探测中,利用拉曼谱仪实现矿物结构和化学组成的同时测定。

  该研究成果近期发表在矿物学期刊American Mineralogist上(Feng et al. Estimating compositions of natural ringwoodite in the heavily shocked Grove Mountains 052049 meteorite from Raman spectra. American Mineralogsit. 2011, 96: 1480-1489)

 

  附图说明:(a) 和 (b) 将SB1和DB1双峰峰位投点至SB1-DB1 平面(a) 选择分析点,(b) 全部分析点。图中虚线为利用双峰峰位与林伍德石Fa值拟合出抛物面,并投影至SB1-DB1平面形成的Fa值等高线,灰色实线为双峰峰位的拟合曲线。(c)和(d) 利用双峰拟合计算出的林伍德石Fa 值与EMPA 实测值投点。(c) 选择分析点。图中灰色实线为95%置信区间。(d) 全部分析点。图中虚线区域为EMPA值 ± 5 mol%。

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