- •Оглавление
- •Раздел I.
- •Глава 1. Методы исследования химического состава, кристаллической структуры минералов и особенностей их внутреннего строения ..…….11
- •Раздел II.
- •Глава 3. Минераграфические исследования руд ......................................41
- •Введение
- •Раздел 1. Физические методы лабораторных исследований минералов
- •Глава 1. Методы исследования химического состава, кристаллической структуры минералов и особенностей их внутреннего строения
- •1.1. Лазерный эмиссионный анализ
- •1.2. Электронография
- •1.3. Электронная микроскопия
- •1.4. Электронно-зондовый микроанализ
- •1.5. Рентгеноструктурный анализ
- •1.6. Инфракрасная спектроскопия
- •1.7. Радиоспектроскопические исследования
- •Глава 2. Методы изучения физико-химических превращений минералов при изменении температуры. Исследование состава, температуры и давления минералообразующих растворов
- •2.1. Термический анализ минерального сырья
- •2.2. Методы исследования газово-жидких включений в минералах
- •Раздел II. Лабораторные методы исследования вещественного состава руд и диагностика рудообразующих минералов
- •Глава 3. Минераграфические исследования руд
- •3.1. Минераграфия
- •3.1.1. Цели и задачи минераграфических исследований
- •3.1.2. История возникновения и развития минераграфии
- •3.1.3. Отбор штуфных образцов для минераграфических исследований
- •3.1.4. Изготовление аншлифов и дефекты полировки
- •3.1.5. Рудный микроскоп, главные детали в его устройстве и правила работы с ним
- •3.1.6. Методика изучения рудных минералов в отраженном свете с помощью рудного микроскопа
- •3.1.7. Изучение электрических и магнитных свойств минералов в аншлифах
- •3.1.8. Метод диагностического и структурного травления аншлифов
- •3.1.9. Изучение твёрдости минералов в аншлифах
- •3.2. Оптические явления, наблюдаемые в отраженном поляризованном свете, и их использование для диагностики минералов
- •3.3. Фотометрические исследования
- •3.4. Эллипсометрические исследования
- •3.5. Изучение рудных минералов в отраженном свете
- •3.5.1. Диагностические свойства, наблюдаемые без анализатора
- •3.5.2. Диагностические свойства, наблюдаемые в скрещенных николях в параллельном и в сходящемся свете
- •Глава 4. Руды черных, цветных и благородных металлов. Диагностические свойства главных рудообразующих и сопутствующих им минералов в отраженном свете
- •4.1. Руды железа, титана, марганца, хрома Железные руды
- •Минералы бурых железняков
- •Главные минералы железных руд
- •Марганцевые руды
- •Минералы марганца
- •Руды хрома
- •4.2. Руды ванадия
- •4.3. Руды никеля и кобальта
- •Минералы никеля
- •68Х. Кузнецкий Алатау
- •68Х. Кузнецкий Алатау
- •Минералы кобальта
- •4.4. Руды молибдена и вольфрама Руды молибдена
- •Руды вольфрама
- •4.5. Руды меди, свинца и цинка
- •Минералы меди
- •Руды свинца и цинка
- •Минералы свинца и цинка
- •4.6. Руды висмута
- •4.7. Руды мышьяка, сурьмы и ртути
- •Минералы мышьяка
- •4.8. Руды олова
- •Минералы олова
- •4.9. Руды благородных металлов Руды золота и серебра
- •Теллуриды золота и серебра
- •Минералы серебра
- •Серебряные колчеданы
- •Руды металлов платиновой группы
- •Список литературы
- •Алфавитный список минералов
1.6. Инфракрасная спектроскопия
Инфракрасная спектроскопия (ИКС) – это метод изучения вещества (которое может находиться в твёрдом, жидком и газообразном виде) по его спектру поглощения или отражения в инфракрасном диапазоне излучения (λ = 0,7–1000 мкм). В зависимости от того, когда изучается спектр в инфракрасном диапазоне (после прохождения волн через исследуемое вещество или после отражения от его поверхности) ИКС делится на «ИКС-пропускания» и «ИКС-отражения». В свою очередь, «ИКС-отражения» разделяется на спектроскопию внешнего и внутреннего отражения. Существуют также комбинированные ИКС-спектры.
Метод инфракрасной спектроскопии разработан на основе исследований В.В. Кобленца, который в 1905 году использовал призменный инфракрасный спектрометр для доказательства существования связи между молекулярным строением вещества и поглощением этим веществом определённых длин электромагнитных волн [10]. Вначале инфракрасная спектроскопия применялась исключительно только в Великобритании и в США, но затем в 50-е годы были выпущены серийные ИК-спектрофотометры, которые стали использоваться во всём мире для исследований минералов на основании спектров поглощения или отражения в инфракрасном диапазоне электромагнитных излучений. Источниками инфракрасного излучения являются тела накаливания:
стержень из карбида кремния,
штифт Нерста,
нихромовая полоска,
излучатель Опермана.
Температура накаливания – 1200–1400 С.
Если на кристалл попадают электромагнитные излучения, в нём возникают оптические и акустические продольные и поперечные упругие волны. Оптические продольные волны смещают атомы определённой кристаллографической плоскости вдоль направления распространения электромагнитных волн, а поперечные волны – в перпендикулярных направлениях. В зависимости от того, когда изучается оптический спектр: после прохождения через кристалл или после отражения от его поверхности различают инфракрасные спектры пропускания и отражения. Существуют также отражательно-абсорбционные инфракрасные спектры.
Диагностика минералов осуществляется путём сравнения ИК-спектра изучаемого вещества с эталонным ИК-спектром минерала. Эталонные спектры минералов приведены в опубликованных атласах, например, в атласе: Farmer V.C. The infrared Spectra of Mineral. – London, Min. Soc, 1974, 41.
При помощи инфракрасной спектроскопии производится диагностика минеральных веществ, изучаются кристаллохимические особенности минералов. Спектры поглощения применяются для изучения полиморфизма, изоморфизма и степени совершенства кристаллической структуры.
В основу количественного анализа минеральных веществ и их смесей методом инфракрасной спектроскопии положен закон Ламберта-Бугера-Бера:
D = lg I0 /I = kCd,
где I - интенсивность излучения, прошедшего через образец;
I0 – интенсивность падающего излучения с определённой длиной волны;
D – оптическая плотность или экстинция;
k – коэффициент поглощения (экстинции);
С – концентрация минерального вещества в пробе;
d – толщина слоя исследованного вещества.
Метод инфракрасной спектроскопии может также использоваться для изучения рентгеноаморфных и скрытокристаллических минеральных образовании, а также явнокристаллических веществ.