越南安沛红宝石的宝石学及谱学特征

东南亚一个具有重要经济价值的红宝石矿床位于越南北部安沛(Yen Bai)的Luc Yen附近。选用越南安沛大理岩型红宝石为研究对象,根据颜色特征分为4大类:浅紫红色、紫红色、深红色及橙红色。采用常规宝石学测试及X射线荧光能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计等测试技术,对越南安沛红宝石进行宝石学特征和谱学特征的综合分析。结果表明,越南安沛红宝石晶体呈典型的板柱状,显微镜下常见丰富的气液包裹体,部分样品可见越南红宝石特征的蓝色色区。红外光谱显示红宝石的5个本征峰,部分样品可见由O—H基团伸缩振动引起的硬水铝石吸收峰。拉曼光谱主要由[AlO6]基团的弯曲振动和伸缩振动引起。结合成分分析和紫外-可见吸收光谱,通过量化红宝石颜色的主波长、补色主波长及纯度值,可将越南安沛红宝石的4类主要颜色区分开。

越南安沛红宝石包裹体特征及其成分

宝玉石在形成过程中,由于产生晶体缺陷捕获成矿介质形成包裹体。东南亚一个具有重要经济价值的红宝石矿床位于越南北部安沛省(Yen Bai)的Luc Yen市附近,该区产出的红宝石成矿母岩为大理岩。将所挑选的52粒样品切磨抛光,为了便于激光拉曼光谱测试,尽量将其中的矿物包裹体抛磨至样品表面。测试之前,采用Leica M205A显微体式照相机对红宝石中典型内含物的形态特征进行图像采集及详细描述,依据其颜色、形态、光学特性等进行初步肉眼鉴定。采用激光拉曼光谱仪对包裹体进行测试,为避免样品自身强荧光对实验结果的干扰,对测试所得光谱进行一定的基线校正,并将处理后的光谱经文献查阅及参考RRUFF数据库匹配以对包裹体的矿物成分进行辅助的识别鉴定。结果表明,越南安沛产出的红宝石包裹体在种类和数量上都极为丰富,主要分为物质型包裹体和非物质型包裹体。其中常见的物质型包裹体有:方解石、磷灰石、锆石、硬水铝石、金红石等矿物包裹体,定向排列的流体包裹体,以及铁的氧化物或氢氧化物等次生包裹体。其中结晶矿物包裹体均具有典型的拉曼光谱标型特征,在越南红宝石中多以单类分布,最常见的单晶矿物为方解石;部分包裹体也会以多晶矿物组合的形式出现,例如方解石和硬水铝石。流体包裹体以气液包裹体为主,形态可分为管状包裹体以及指纹状包裹体。通过显微观察测量,管状包裹体表现出大致相同的定向性连续排列,长度在几百微米左右,有一定的宽度;指纹状包裹体多为单相或两相包裹体,常定向排列,有时也会出现三相包裹体,呈薄片状或负晶。非物质型包裹体主要表现为红宝石中的颜色分带,反映了宝石生长环境和流体化学成分的变化,可以帮助了解宝石结构的对称性。越南红宝石中的颜色分带主要表现为两种类型:一是部分样品中可见具产地意义的沿双晶生长面成层分布的蓝色色区,似一团蓝色烟雾,边界模糊不清,这也是红宝石未经加热的证据,同时经LA-ICP-MS测试证实该色区是基于Fe-Ti元素的富集而造成;二是通过切磨发现了一些具有特殊结构的样品,整体呈现颜色从外到内的渐变,对其中一颗样品的渐变区域进行线扫描式的LA-ICP-MS微量元素测试,统计Cr、Ti、V、Fe等元素的含量与颜色饱和度存在相关性,发现Cr元素质量分数随颜色加深而增多。

越南安沛红宝石高温热处理与低温热处理工艺对比

对越南北部安沛地区带有蓝紫色调的红宝石原石按颜色饱和度进行分类高温热处理(1 600℃)和低温热处理(1 000℃)对比实验,拟定热处理温度、恒温时间、助熔剂条件等工艺参数,探究不同颜色样品的最佳热处理方案并比对温度参数下的适用范围。结果表明,在高温组改色实验中,红宝石样品的颜色及局部透明度均会有明显提高,浅紫红色、紫红色和深紫红色红宝石样品的最佳恒温时间随其颜色饱和度的增加从6h、9h到12h依次增长,且添加硼砂和γ-Al_2O_3的混合助熔剂可以辅助吸附黄褐色色带处的杂质离子进而消除色带;在低温条件下,恒温12h以上才能对越南红宝石的颜色起到较明显的改善作用。综合对比不同阶段的热处理效果发现:从透明度改善效果来看,具有开放裂隙的红宝石不适宜进行低温热处理;内部干净、仅颜色较差的红宝石样品,低温长时间加热与高温短时间加热的效果相近,更易被消费者所接受。热处理前后红宝石样品的紫外-可见吸收光谱测试验证了改色效果。

越南安沛粉红色尖晶石的宝石学特征

越南北部的安沛省是粉红色尖晶石的新产地,目前缺乏关于该产地尖晶石的研究。以越南安沛粉红色尖晶石为研究对象,采用宝石学常规仪器,激光剥蚀等离子质谱仪和紫外-可见光吸收光度计,荧光光谱仪等测试仪器进行系统性研究。结果表明,越南安沛粉红色尖晶石样品磨圆度较差,部分样品保留了原始晶形,为透明至半透明,荧光较强,表面有蚀痕等。显微镜下可见丰富的固体包裹体和液体包裹体,固体包裹体有八面体包裹体、管状包裹体等;液体包裹体大量分布在愈合裂隙中。紫外-可见吸收光谱基本一致,品红色样品由于其低V高Fe的特征,可与其他组样品区分开来。该批样品大部分显示强的粉红色荧光,强度略有差异,二维荧光光谱大致相同,显示Cr3+的特征谱线。成分测试显示该批尖晶石为镁铝尖晶石,主要化学成分为MgO和Al2O3,SiO2质量分数在0.70%~1.06%之间,CaO含量均低于0.1%,为典型的白云质大理岩型矿床尖晶石的化学特征。与其他产地大理岩型粉红色尖晶石成分特征进行对比分析,发现使用Fe/Sn、Ni、Zn等元素可将该产地尖晶石与塔吉克斯坦、坦桑尼亚的尖晶石区分,但是与缅甸尖晶石有部分重合。

越南安沛铁矿伴生稀土资源开发利用

这是一篇冶金工程领域的论文。针对越南安沛地区某铁矿尾矿磁选后得到的含稀土富集物无法直接利用问题,采用硫酸焙烧工艺、萃取富集转型技术对其进行实验开发,考查硫酸焙烧、水浸、除杂、转型等过程的工艺参数对实验效果的影响,确定较佳工艺技术条件。实验表明,采用酸矿比(体积∶质量)=0.7,焙烧温度250℃,焙烧时间2 h,浸出水∶矿=4进行焙烧和水浸,以除杂剂浓度0.1 g/mL,除杂终点pH值=4.2进行除杂,以O∶A=1.5~2进行5级逆流萃取,O∶A=10∶1进行5级逆流反萃,整体收率可达90.1%~92.88%,稀土浓度在1.5 mol/L左右,杂质铁、铝含量均低于100 mg/L,满足工业化应用的需求,实现对越南安沛铁矿伴生稀土资源开发利用。