湖北大冶宝石级方沸石的谱学特征及成因浅析

方沸石作为一种工业常见矿物,在工业中被广泛应用,方沸石的合成方法也极其成熟,但可以用作宝石的天然方沸石却在世界范围内都非常少见。该文讨论对象为湖北大冶矿区产出的天然宝石级方沸石,旨在为对其进行种类鉴别并阐述其产地特征与鉴定依据。该产地的方沸石多呈无色透明,晶型完整者多见,晶面花纹清晰,晶体粒径最大可达36 mm,总体净度较好。通过背散射电子观察结果确定样品成分均匀,结合XRD谱图及能谱分析结果计算确定该晶体为方沸石;内部可见白色包裹体,具束状结构与一组解理,电子探针结果计算判断内部包裹体为交代残余结构的的斜钙沸石。拉曼光谱特征如下:81、139、201和298 cm^(-1)的峰是由沸石的晶格振动导致;298 cm^(-1)的强峰可能代表金属氧的振动;491 cm^(-1)的极强峰是由O-Si-O键的弯曲振动导致的;390、671 cm^(-1)的峰可能归因于硅氧和铝氧四面体的移位;1105 cm^(-1)的一组峰指示硅氧四面体的伸缩振动,这是天然沸石的典型峰位。1624 cm^(-1)的弱峰则代表水的弯曲振动,3557 cm^(-1)的强峰代表水的伸缩振动。样品红外光谱主要表现为:红外吸收谱线788、1259 cm^(-1)是由硅氧四面体的伸缩振动导致的。1646 cm^(-1)是由水的弯曲振动导致的;3635 cm^(-1)弱吸收是由水的伸缩振动导致的。部分样品仅可见3635 cm^(-1)一处吸收,表明其内部水分子仅以一种形式参与晶格,可见溶蚀凹坑与绿泥石的样品除3635 cm^(-1)一处吸收外,在其左侧均可见吸收但3635 cm^(-1)强度相对较高,表明其结构内水分子以多种形式参加晶格且数量稍多,但总体仍较少。结合光谱、成分测试推测湖北大冶宝石级方沸石为高温沉积型方沸石,交代斜钙沸石成矿,后期经历了局部绿泥石化。