马达加斯加玛瑙的光谱学特征研究

玛瑙在世界各地分布广泛,有关玛瑙矿物学和光谱学特征的研究颇丰,但对产自马达加斯加安楚希希市和马哈赞加省的玛瑙的光谱学和产地特征研究甚少。采用正交偏光显微镜、红外光谱和拉曼光谱仪对5块来自安楚希希市和马哈赞加省具有纹带结构的玛瑙样品进行光谱学特征分析。结果表明:这两个产地玛瑙的主要矿物成分一致,均为α-石英和斜硅石。来自马哈赞加省的样品靠近中心的白色、红色部分斜硅石的特征拉曼峰(501cm^(-1))缺失,根据前人研究发现是与玛瑙内部的结构水之间发生脱水反应形成中性水分子,而这些中性水分子与斜硅石反应生成了石英颗粒有关。然而两产地玛瑙的致色矿物不同,马哈赞加省玛瑙棕色和红色部分具有222,294,410以及1316 cm^(-1)的特征拉曼位移峰,与赤铁矿的拉曼特征峰相符,确定这部分的致色矿物是赤铁矿,而安楚希希市玛瑙黄色部分只具有400和1160 cm^(-1)的特征峰,与六方纤铁矿的拉曼特征峰相符,因此此部分的致色矿物是六方纤铁矿(δ-FeOOH)。部分来自安楚希希市的玛瑙具有少量的杂质矿物,通过拉曼测试发现杂质矿物的成分也是六方纤铁矿(δ-FeOOH)和α-石英。结合六方纤铁矿的特性推测来自安楚希希市的四块样品是处于低温(<80℃)、Fe^(2+)含量很少(β<0.03)且空气不流通的偏酸性的环境当中形成的。红外光谱测试发现两个产地的玛瑙均有液态水(3400 cm^(-1)左右)和结构水(3750~3500 cm^(-1))的红外特征峰,安楚希希市的结构水红外特征峰位于3740 cm^(-1)处,可推测该结构水位于结构缺陷处。结合马达加斯加玛瑙的光谱学特征和纹带结构的讨论,对推测马达加斯加玛瑙的形成机制有着重要的意义;并且六方纤铁矿(δ-FeOOH)可以作为区别于其他产地的标型矿物,具有产地特征意义;同时为研究马达加斯加玛瑙形成的地质环境提供了数据支持。