高温实验模拟Mg/Ca浓度对文石质生物碎屑白云石化过程的影响

高温(150℃以上)合成白云石实验被认为是了解自然条件下白云石成因的有效途径。选择自然条件下对白云石成因有重要影响的Mg/Ca值(摩尔浓度比)指标,分别采用鹿角珊瑚和大琵琶螺两种文石质生物碎屑为先驱反应物,在220℃高温环境下对不同Mg/Ca值(0.5、0.7、1.0、1.2、1.5)和不同反应时间(0.5、1.0、1.5、2、3、6、8、14 h)条件下文石质生物碎屑的白云石化过程开展研究。结果表明,在高温条件下白云石化过程可分为诱导阶段、快速反应阶段和平稳阶段,这一反应过程未明显受到先驱文石质反应物的影响,反映了流体Mg/Ca浓度对白云石化产物具有明显的控制作用。随着反应溶液Mg/Ca值的提高,白云石化的诱导期缩短、速率加快,产物白云石中CaCO_(3)的摩尔分数降低且有序度提高,表明高Mg^(2+)浓度能够促进Mg^(2+)快速交代文石中的Ca^(2+)并完成白云石的有序化过程。研究结果为解释自然条件下Mg/Ca浓度对白云石化过程的影响提供了基础理论支撑。

三角帆蚌贝壳不同壳层与其珍珠中文石微结构及热处理研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线粉晶衍射(XRD)及热重差热分析(TG-DTA)对三角帆蚌的珍珠层、棱柱层、韧带与其培育的珍珠中生物成因文石的微结构及热处理行为进行较系统地对比研究,并进一步讨论引起不同壳层中文石红外频移及热处理行为差异的原因。结果表明:基于XRD粉晶衍射结论,三角帆蚌中不同壳层与珍珠中无机相均为生物成因文石;不同壳层中文石的热处理行为表现出相异性,粒径大小与不同壳层中有机质的含量应是导致上述贝壳不同壳层与珍珠中文石热处理行为差异的直接原因。

金色海水养殖珍珠异常的UV-Vis反射与FTIR光谱特征

采用紫外-可见(UV-Vis)反射光谱对天然与改色处理的金色海水养殖珍珠进行了谱图对比性研究,并进一步探究了上述天然与经改色处理金珠中外层的珍珠层及内核中文石型碳酸钙的ν3,ν1,ν2和ν4特征吸收峰位的频率改变特征。结果表明:(1)基于金珠样品的UV-Vis反射谱图的测试,天然金珠样品由于表面微结构的差异,同一颗天然金珠的UV-Vis反射光谱存在一定的差异性。同时,依据改色处理金珠的UVVis反射谱图的吸收峰的峰位及其谱图特征,首次将目前较常见的改色处理金珠归纳为四类。(2)天然的或者经改色处理的金珠的外层珍珠层中的文石ν2振动频率相对内核中文石的ν2振动频率而言,前者出现明显的蓝移特征。但两者中文石的ν3,ν1,ν4振动频率则表现出一致性,且与合成文石的相关谱带频率一致。此外,天然与改色处理的金珠珍珠层中文石的红外特征吸收峰峰位一致,结果表明改色处理工艺对珍珠层中文石的晶体结构无直接影响。