日本彩虹石榴石的礦物學特征研究

作者：雷佳莉,白峰,凌瀟瀟

摘要：利用帶能譜儀的掃描電鏡、電子探針、傅立葉紅外光譜儀和激光拉曼光譜儀對日本奈良縣吉野郡天川村彩虹石榴石樣品進行了礦物結構、化學組成及光譜學特征的研究,分析彩虹效應成因,推測其形成環境。背散射圖像可見深淺不一的條帶交互排列,能譜半定量分析顯示,淺灰色條帶元素組成與較純的鈣鐵榴石一致,深灰色條帶元素組成為含Al的鈣鐵榴石,兩者互層形成薄層結構,這種特殊結構使光發生干涉和衍射作用從而產生彩虹效應。電子探針測試確定日本彩虹石榴石主體成分接近純鈣鐵榴石。在彩虹色礦物表面(簡稱彩虹面),垂直的薄層結構構成衍射光柵,使入射光產生光柵衍射,而平行彩虹面生長的薄層使入射光發生干涉作用,兩種作用產生的光波結合形成彩虹色。日本彩虹石榴石的反射紅外光譜中可見[SiO4]峰位以及受少量Al-O結構影響的Fe-O結構峰位,其紅外光譜特征與含有少量Al的鈣鐵榴石結構對應。激光拉曼光譜測試發現Al含量高的部分較Al含量低(或無)的部分峰位向高頻方向移動2cm^-1,整體譜學特征與鈣鐵榴石特征一致。日本彩虹石榴石具有鈣鐵榴石和鋁含量較高的鈣鐵榴石交互排列的結構,據此推測其在富Fe貧Al的環境中形成。

發文機構：中國地質大學（北京）珠寶學院 中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室

關鍵詞：彩虹效應鈣鐵榴石薄層結構干涉衍射rainbow effectandraditelamellae structureinterferencediffraction

分類號： P575[天文地球—礦物學][天文地球—地質學]P578.947