馮亮,盧慧,張倩怡

(1.天津市地質(zhì)礦產(chǎn)測試中心,天津300191;2.中國地質(zhì)大學(xué)珠寶檢測中心,廣東深圳518020; 3.陜西國際商貿(mào)學(xué)院珠寶學(xué)院,陜西西安,712046)

珊瑚成分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研究(下)①

馮亮1,盧慧2,張倩怡3

(1.天津市地質(zhì)礦產(chǎn)測試中心,天津300191;2.中國地質(zhì)大學(xué)珠寶檢測中心,廣東深圳518020; 3.陜西國際商貿(mào)學(xué)院珠寶學(xué)院,陜西西安,712046)

文章通過紅外光譜儀、激光誘導(dǎo)等離子體擊穿光譜儀(LIBS)、環(huán)境掃描電子顯微鏡等大型儀器對珊瑚樣品進(jìn)行測試分析對比,確定樣品的基本性質(zhì)及成分、結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。結(jié)果顯示,珊瑚主要成分為方解石和烴類有機(jī)物,橫切面同心狀結(jié)構(gòu)與放射狀結(jié)構(gòu)交替出現(xiàn),方解石呈層狀排列,底部有機(jī)物及無機(jī)物粒度均比樣品頂部大。

珊瑚;成分;結(jié)構(gòu)

4.2 環(huán)境掃描電子顯微鏡測試[4],[5]

本次測試的三個樣品取樣部位為珊瑚的頂部和底部,頂部取兩個樣品,其標(biāo)號為W3和W4;底部取一個,標(biāo)號為Z3。其中W3和Z3為弱酸處理的橫截?cái)嗝?W4為未經(jīng)處理的自然橫截?cái)嗝?為的是與W3作對比。

W3和Z3樣品采用物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的乙二胺四乙酸(EDTA)的弱酸,用滴定管分別對樣品滴定2小時使樣品表面半脫鈣,制得酸處理樣品,保留了表面有機(jī)物及部分方解石。

環(huán)境掃描電子顯微鏡測試前需要對所有測試樣品表面噴金,下圖為噴金后的樣品。

本次掃描測試的儀器是荷蘭產(chǎn)的型號為Quanta200的環(huán)境掃描電子顯微鏡。

圖13 待測樣品(從左到右依次為W4、Z3、W3)Fig.13 Samples to be tested (From left to right are W4、Z3、W3)

通過對以上樣品橫截面部位的實(shí)驗(yàn)測試,得到多張不同特征的圖片,通過比較篩選,選擇了具有代表性特征的圖片如下:

樣品W3所獲得的環(huán)掃圖片:

圖14 W3放大5000倍Fig14 Image of W3 magnified by 5000 times

圖15 W3放大5000倍Fig.15 Image of W3 magnified by 5000 times

圖16 W3放大1200倍Fig.16 Image of W3 magnified by 1200 times

圖17 W3放大10000倍Fig.17 Image of W3 magnified by 10000 times

樣品W4所獲得圖片:

圖18 W4放大5000倍Fig.18 Image of W4 magnified by 5000 times

圖19 W4放大5000倍Fig.19 Image of W4 magnified by 5000 times

圖20 W4放大到12500倍Fig.20 Image of W4 magnified by 12500 times

圖21 W4放大到1300倍Fig.21 Image of W4 magnified by 1300 times

樣品Z3獲得的圖片:

圖22 Z3放大到1200倍Fig.22 Image of Z3 magnified by 1200 times

圖23 Z3放大到2500倍Fig.23 Image of Z3 magnified by 2500 times

圖24 Z3放大到5000倍Fig.24 Image of Z3 magnified by 5000 times

圖25 Z3放大到10000倍Fig.25 Image of Z3 magnified by 10000 times

圖26 Z3放大6000倍Fig.26 Image of Z3 magnified by 6000 times

圖27 Z3放大6000倍Fig.27 Image of Z3 magnified by 6000 times

掃描電子顯微鏡結(jié)果分析:

(1)酸處理樣品和未經(jīng)酸處理樣品的對比

由W3、W4樣品獲得的圖片分析,在掃描電鏡下觀察珊瑚的微觀結(jié)構(gòu),未經(jīng)酸處理樣品能更清晰觀察組成珊瑚的方解石的生長排列結(jié)構(gòu)。方解石呈層狀排列,放大到12500倍可觀察到邊緣由菱面體解理造成的鋸齒狀斷口。經(jīng)過酸處理樣品,可以觀察到有機(jī)物以一定的規(guī)律性排列,局部可見一組組平行排列,組之間以一定角度相交。

(2)珊瑚底部和頂部的對比[6]

由W3、Z3樣品獲得的圖片分析,有機(jī)物主要呈長柱狀以一定規(guī)律生長排列,并具有凸起的“螺旋槳”、“花骨朵”等形態(tài)。W3樣品有機(jī)物厚度為0.08μm～0.5μm,長度為1μm～5μm,而Z3樣品有機(jī)物厚度為0.1μm～0.6μm,長度為2μm～7μm。兩者對比,W3中的有機(jī)物厚度和長度都比Z3中的小。

(3)結(jié)合偏光鏡下的觀察

環(huán)境掃描電鏡測試結(jié)合偏光顯微鏡下的觀察,可以得知偏光顯微鏡下觀察到的方解石顆粒是由更小的呈層狀排列的方解石顆粒組成。

5 結(jié)論

(1)珊瑚樣品含有的元素有Ca、Mg、C、Na、Sr,以Ca、Mg元素為主,主要成分為方解石和烴類有機(jī)物。對比分析珊瑚頂部和底部成分基本一致。

(2)偏光顯微鏡下珊瑚樣品橫切面為同心齒輪環(huán)狀結(jié)構(gòu),同心狀結(jié)構(gòu)與放射狀結(jié)構(gòu)交替出現(xiàn)。通過對珊瑚頂部和底部橫切面的觀察,方解石排列均較為整齊,且底部樣品方解石顆粒平均粒度大于頂部的方解石顆粒。

(3)在掃描電鏡下觀察珊瑚的微觀結(jié)構(gòu),方解石呈層狀排列,放大到12500倍可觀察到邊緣由菱面體解理造成的鋸齒狀斷口。經(jīng)過酸處理樣品,可以觀察到有機(jī)物主要呈長柱狀并以一定的規(guī)律性排列,局部可見一組組平行排列,組之間以一定角度相交,并具有凸起的“螺旋槳”、“花骨朵”等形態(tài)。

環(huán)境掃描電鏡測試結(jié)合偏光顯微鏡下的觀察,可以得知偏光顯微鏡下觀察到的方解石顆粒是由更小的呈層狀排列的方解石顆粒組成,方解石之間的物質(zhì)為有機(jī)物。樣品底部有機(jī)物及無機(jī)物粒度均比樣品頂部大。

[1] 周佩玲,楊忠耀.有機(jī)寶石學(xué)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社, 2004:95-114.

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[3] 張蓓莉.系統(tǒng)寶石學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,2006.

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[8] B.Kaczorowska·A,Hacura·T.Kupka·R.Wrzalik·E.Talik· G.Spectroscopic categorization of natural corals[J].Anal Bioanal Chem(2003)377;DOI 10.1007/ s00216-003-2153-1.

Research of Characteristics of Coral Composition and Structure

FENG Liang1,LU Hui2,ZHANG Qian-yi3
(1.Tian Jin Geological Mineral Testing Center,Tianjin,300191; 2.Gem testing Center of China University of Geosciences,Shen Zhen,Guangdong,518020; 3.Shaanxi Institute of International Trade And Commerce,Xi'An,Shaanxi 712046,China)

This article confirms the basicproperty and the characteristic of the composition and structure of the coral samples by giving a test and analysis and comparative analysis to them through large-scale instrument such as infrared spectrometer,laser induced plasma breakdown spectrometer(LIBS),environmental scanning electron microscope(ESEM). The result shows that the major components of coral are calcite and Hydrocarbon organics.Concentric structure and radial structure have their presence alternately in the cross section.The calcite is in a layered arrangement and both of the organic and inorganic grains at the bottom are coarser than those at the top.

coral;composition;structure

TS933

A

1673-1433(2014)03-0055-05

2014-06-28

馮亮(1984—),男,國家注冊珠寶玉石質(zhì)量檢驗(yàn)師(CGC),天津市地質(zhì)礦產(chǎn)測試中心助理工程師。研究方向:珠寶鑒定與評估。E-mail:287454370@qq.com