第33卷，第10期 2013年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No.10,pp2694-2699
Oetober，2013
湖南扬子地台砂矿金刚石的红外、拉曼特征及指示意义
曾祥清1，郑云龙，杨志军1.2·，艾群，胡飘野1 1.中山大学地球科学系，广东广州510275
2.广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室，广东广州
510275
摘要产于潮南沅水地区的十颗砂矿金刚石的红外光谱和拉曼光谱的研究结果表明：潮南砂矿金刚石多为I.AB型，且往往表现为A型氮相对富集；金刚石中的氮含量介于38.30～840.67μg，g1之间，且不同金刚石晶体中氮含量差别极大；金刚石在地慢中的存储时间介于0.043～3.315Ga之间，不同的样品在地慢中的存储时间相差较大，且最长存储时间(3.315Ga)要大于湘鄂黔桂毗邻区最老岩体的年龄（3.285Ga)；潮南砂矿金刚石在其形成过程中经历过较为显著的环境变化，且菱形十二面体金刚石晶体的形成深度大于八面体金刚石晶体。
关键词砂矿金刚石；显微红外光谱；拉曼光谱；氮含量；存储时间
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2013)10-2694-06
文献标识码：A
中图分类号：0657.3
为I,A型(1282 cm)、I,B型(1175 cm=")、I型
引言
潮南沅水金刚石砂矿作为我国最为重要的金刚石产区之，研究人员对其成矿条件等进行了诸多的研究，取得了许多有意义的研究成果，但也存在较大的争议。主流观点认为该地区金刚石为地结晶产物。例如：饶家荣(")基于深部构造地质背景方面的研究成果，认为潮南金石原生矿的主成矿期为加里东期，金删石是被慢源金伯利岩或钾镁煌斑岩捕获后带至地表的；施倪承等["基于该区金刚石内部包裹体方面的研究成果，认为潮南沅水金刚石可能与榨辉岩的捕获有关。此外，也有学者认为该金刚石存在陨石撞击成因的可能。例如；王道经等"基于湖南早寒武纪石煤层中富含铱和铂族元素的研究成果，认为该区在早寒武纪早期发生过石撞击，进面认为湖南砂矿金刚石可能为陨石撞击所形成的。
利用红外光谱研究金刚石内部杂质元素，特别是其中的氮杂质，能够有效地揭示金刷石生长过程中物化条件的变化(4.5)理论上，纯净的金刚石不具有红外活性，但在实际研究中，由于在天然金刚石和人工合成金刚石的晶格内部均含有不同浓度的不同杂质，它们破坏了金剧石的分子极性，从而使金刚石产生了红外活性，并在光谱图中出现不同的吸收峰位。事实上，人们正是依据金刚石红外光谱图中与氮、需杂质等的赋存状态及(或)含量有关的吸收峰，将金刚石划分
(1130cm"1)、Ⅱ.型(1000~1400cm-1处无吸收)、IⅡ，型(2800cm"1)等不同类型["。值得进一步指出的是，依据红外光谱图中有关吸收峰的强度，人们可以计算出金刚石中各种氮杂质的含量"，进而推算出金刚石在地慢中的存储时间和温度等信息()
拉曼光谱(Raman)在金刚石表征时也具重要作用。纯净的金刚石拉受光谱图具明显的1332cm1拉曼特征峰。当金刚石晶格内部发生畸变或有杂质进人时，就会产生内部报动模式。若晶格缺陷未影响金刚石的主体结构特征，其1332 cm""处的拉曼峰位基本不变，但该峰的半高宽会随着杂质元素含量的增加或者晶格变形的加剧面增大，即其半高宽能够反映出分子有序度，积分面积则能够反映分子的浓度(10)。对金刚石晶体从表面到内部不同深度处进行测试，可有效对比其特征拉曼峰的半高宽及积分面积，从面得出晶体结构缺陷的变化。
由于金刚石在其生长过程中经历了漫长的地质过程，其生长环境的变化，必将在晶体的结构和成分的变化中得以印证[]。正因为如此，我们以潮南扬子地台砂矿金刚石为样品，进行傅里叶变换显微红外光谱（FTIR)和显微拉曼光谱测试，以研究其晶体内部杂质元素含量变化及分子结构特征变化，进而反演出其生长环境及演变。
收稿日期：2013-01-29，修订日期：2013-04-19
基金项目：国家自然科学基金项目（41073021，41373025），中央高校基本科研业务费专项资金项目(11gpy02)资助作者简介：曾祥清，1988年生，中山大学地球科学系硕土研究生
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