利用漫反射光谱鉴定红粘土中针铁矿和赤铁矿 - 南京大学.PDF

2007 年 12 月，第 13 卷，第 4 期，730-736页 高 　校　地　质　学　报 December 2007，Vol. 13， No.4， p. 730-736 Geological Journal of China Universities 利用漫反射光谱鉴定红粘土中针铁矿和赤铁矿 1 1 2 1 周 玮 ，季峻峰 ，Balsam William ，陈 骏 1 210093 （. 南京大学 地球科学系，表生地球化学研究所，南京 ； 2. Department of Earth and Environmental Sciences, University of Texas at Arlington, Arlington, Texas 76019, USA ） 摘要 ：针铁矿（Gt）和赤铁矿（Hm）是广泛存在于土壤和沉积物中的重要铁矿物。这两种矿物在土壤和沉积 物中含量很低，常规的测试手段很难有效地测定其含量。利用反射光谱联合加热处理的方法，可对土壤及沉积 物样品中针铁矿和赤铁矿进行定性或半定量测定。实验结果显示，样品加热到300℃后，针铁矿的反射光谱的 一阶导数特征峰发生了变化，赤铁矿的一阶导数特征峰却没有明显的变化。因此加热前后样品反射光谱一阶导 数的变化取决于针铁矿和赤铁矿的含量。利用这种方法估计黄土高原第三纪红粘土样品中的赤铁矿含量约为 0.3%～0.4%，针铁矿含量约为0.5%～1%。 关键词：漫反射光谱；针铁矿；赤铁矿；加热 中图分类号：P579　　 　　　文献标识码 ：A　　　　　文章编号 ：1006-7493（2007）04-0730-07 磁铁矿或磁赤铁矿要低1~2个数量级，但是它们的 1　前言 反铁磁性也是环境磁学研究中的重要一环。 针铁矿（Gt）和赤铁矿（Hm）广泛存在于地球 土壤和沉积物中的铁矿物颗粒细小，结晶度 表生环境中。现有的研究表明，针铁矿和赤铁矿 很差，而且含量很低。因此，常规检测手段（例 存在于海洋沉积物（Harris and Mix, 1999）、湖泊 如X衍射，化学方法和Mössbauer谱）难以快速而 沉积物（van der Zee et al, 2003）、黄土–古土壤 准确的检测出复杂地质样品中的针铁矿和赤铁矿 沉积序列（Balsam et al, 2004）、土壤（Scheinost 含量。在最适宜的条件下，X射线衍射仪的检测限 et al, 1998）以及各类型的沉积岩中，且各自形 是1%。而化学方法（例如选择性化学交换）耗时 成于不同的气候环境下。湿润的环境有利于针铁 且费力，而且不能将针铁矿和赤铁矿区分开来。 矿的形成，而干燥温暖的环境更利于形成赤铁矿 Mössbauer谱只能给出铁的不同形态的相关比值。 （Balsam et al, 2004; Schwertmann, 1988）。在古环 磁性测量也对这两种铁矿物没有明显的区分效果 境研究中，这两种矿物的存在具有气候指示意义 （France and Oldfield, 2000）。 – 目前，有两种方法能检测土壤和沉积物中 （Schewertmann, 1971）。黄土古土壤中赤铁矿和 针铁矿的比值（Hm/Gt）可以用来表征气候干湿变 低含量的针铁矿和赤铁矿：一种是伏安分析法 化（Ji et al, 2004）。 （Grygar and van Oorschot, 2002），另一种是可见 针铁矿和赤铁矿都是有色矿物，但属于不同