老挝水洞桃花石和高山桃花石的宝石学与谱学特征对比

老挝水洞桃花石因与寿山石中的著名品种高山桃花石外观质地相似而受到关注。运用宝石显微镜、X射线粉晶衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(LRM)等测试方法对老挝水洞桃花石样品的矿物组成、红外光谱特征、拉曼光谱特征、杂质矿物成分以及颜色成因进行了研究,并与高山桃花石的特征对比可知:老挝水洞桃花石的主要矿物组成为结晶度中等的地开石与高岭石的过渡矿物或结晶度较高的地开石,个别样品还含有石英。老挝水洞桃花石在官能团区的三个红外特征吸收峰位于3697,3653和3621 cm^-1处,与羟基的伸缩振动有关,其矿物成分为无序地开石-高岭石过渡矿物。高山桃花石样品的红外光谱存在3702,3653和3621 cm^-1三个特征吸收峰,吸收峰的位置及强度表明其基质部分的矿物组成为有序地开石。老挝水洞桃花石和高山桃花石样品在指纹区的红外光谱特征基本一致,均显示1106,1034和1006 cm^-1处Si—O和Al—O—H的伸缩振动吸收峰;937和913 cm^-1处Al—O—H弯曲振动吸收峰,695和538 cm^-1处Si—O—Al伸缩振动吸收峰;471和430 cm^-1处Si—O弯曲振动吸收峰。老挝水洞桃花石样品基质部分的拉曼光谱中,200~1000 cm^-1范围内202和273 cm^-1处拉曼峰归属于O—H—O伸缩振动,341 cm^-1拉曼峰归属于Si—O振动,439和468 cm^-1处拉曼峰归属于Si—O弯曲振动,754和800 cm^-1处拉曼峰归属于Al—O—Si的弯曲振动,921 cm^-1处拉曼峰归属于OH弯曲振动。3550~3750 cm^-1范围内OH振动区通常显示与红外光谱高频区相似的三个谱峰。老挝水洞桃花石和高山桃花石中"桃花"内含物均为赤铁矿,特征拉曼峰位于225,296,411和1318 cm^-1处,高山桃花石中还存在锐钛矿,特征拉曼峰出现在145和639 cm^-1处。结合显微放大观察和电子探针成分分析的结果可知,老挝水洞桃花石和高山桃花石都为杂质矿物致色,内部密集的微晶赤铁矿包裹体使之呈现红色。