особенности рентгеновской диагностики природного и

RMS DPI 2006-1-54-0
ОСОБЕННОСТИ РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
ПРИРОДНОГО И СИНТЕТИЧЕСКОГО МАЛАХИТА
Струженкова Е.А., Гойло Э.А.
Санкт-Петербургский государственный университет, [email protected]
Малахит, Cu2(CO3)(OH)2 обычно встречается в зонах окисления
медных руд, развитых в корах выветривания Африки (Заир), России (Урал)
и др. месторождений. Он имеет ярко-зеленую окраску с уникальным
декоративным узором и широко используется как поделочный камень в
ювелирных изделиях. Непосредственно в изделиях проведено
рентгеновское
дифрактометрическое
изучение
4
образцов
из
минералогического музея СПбГУ (м-е Гумешевское, Турьинское, Н.Тагил,
Богословское), 6 образцов из частных коллекций и 3 синтетических
образцов.
Все образцы в монолите и в порошке были сняты в специальной
кювете в СоКα излучении от 3o до 60o (2θ). Анализ интенсивностей
рефлексов выявил различное их поведение в светлых и темно-зеленых
образцах. В светлых - рефлексы hk0 (120, 220, 310, 240, 150), как правило,
были усилены по отношению к ослабленным рефлексам hkl (111, -211, 211,
-311, 221). В темно-зеленых образцах наблюдалась обратная картина.
Учитывая сильную дисперсию показателей преломления малахита
(ng=1.909, np=1.655, nm=1.875) можно полагать, что его цвет в отдельных
зонах, прежде всего, связан с ориентировкой частиц и, вероятно,
обусловлен особенностями условий роста.
Для определения положения максимумов при изучении монолитных
образцов без растирания использовался внешний стандарт кварца.
Точность определения п.э.я. с внешним стандартом была установлена
дополнительной съемкой всех образцов с внутренним стандартом в
режиме: ток – 20 мА, напряжение – 32 кВ, шкала импульсов - 400 имп/с,
скорость счетчика 10 в мин. и составила (0.01Å).
Для малахитов по 13-ти однозначно индицируемым рефлексам были
рассчитаны п.э.я. (табл. 1). Из таблицы видно, что п.э.я. малахитов
незначительно варьируют: a от 9,48 до 9,51Å; с от 3,24 до 3,25Å и b от
11.87 до 11.97Å. Можно принять, что a и с малахитов не изменяются и
находятся в пределах погрешности измерения. В тоже время по параметру
b они отчетливо разделились на две группы: 1гр. b =11,94 - 11,97Å, 2гр. b
=11,87 - 11,92Å, что указывает на наличие незначительных изоморфных
замещений в структуре малахита. Микрозондовый анализ образцов № 6 и
9, показал, что они отличаются по наличию Mg (табл. 2).
151
Таблица 1.
Параметры элементарной ячейки малахитов
Образец №
а (0,01Ǻ)
b (0,01 Ǻ)
c (0,01 Ǻ)
№1 (частн.коллекция)
№2 (частн.коллекция)
№4 (синтетический)
№5 (Турьинское м-е)
№6 (Богословское м-е)
№7 (м-е Нижний Тагил)
№8 (Гумешевское м-е)
№9 (частн.коллекция)
№10 (частн.коллекция)
9,49
9,51
9,58
9,49
9,48
9,48
9,49
9,48
9,48
11,95
11,95
11,93
11,91
11,97
11,93
11,95
11,87
11,91
3,25
3,24
3,24
3,24
3,24
3,24
3,24
3,24
3,24
Таблица 2.
Результаты микрозондового анализа малахитов.
Обр.9
анализ
1
2
3
4
5
6
CO2
43,04
47,26
46,57
46,01
42,22
40,61
Вес.%
CuO
40,34
39,97
44,76
39,19
34,90
34,48
Сумма
83,38
87,24
91,33
85,20
77,12
75,09
Обр. 6
анализ
1
2
3
4
CO2
52,34
36,46
40,68
43,34
Вес.%
MgO
CuO
0,76
37,37
0,59
36,51
0,45
39,19
0,75
39,28
Сумма
90,47
73,56
80,31
83,38
На рентгенограммах всех образцов были измерены полуширины (В)
рефлексов (табл. 3). Установлено, что рефлексы синтетических образцов,
как правило, на 0.1-0.2о, шире, чем рефлексы природных малахитов, что
указывает на отличие в их дисперсности. Наиболее сильно отличаются
полуширины рефлексов hk0, h00, 0k0 (020, 120, 200 и др.).
Таблица 3.
Полуширины для синтетических и природных малахитов
hkl
020
120
200
310
040
Синт.
0,33
0,30
0,37
0,40
0,35
Полуширина (В)
Синт. Синт. Прир.
0,37
0,45
0,23
0,37
0,27
0,25
0,37
0,27
0,25
0,40
0,37
0,32
0,40
0,42
0,25
Прир.
0,22
0,24
0,20
0,27
0,22
Прир.
0,28
0,28
0,25
0,37
0,32
Синтетические образцы, выращенные с разными скоростями роста,
также отличаются друг от друга по полуширинам рефлексов (В) (в одном
образце (B1) полуширины всех рефлексов варьируют в пределах 0,17˚0,27˚, в другом (B2) 0,27˚-0,45˚) (табл. 4).
152
Таблица 4.
Полуширины малахитов с разными скоростями роста
hkl
В1(°)
В2(°)
020
120
200
310
040
-201
-211
240
330
400
150
250
0,21
0,22
0,17
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,24
0,25
0,25
0,27
0,45
0,27
0,27
0,37
0,42
0,35
0,28
0,35
036
0,35
0,41
0,35
Проведенное исследование показало, что цвет малахита связан с
текстурой частиц в образце, проявляемой на рентгенограммах в различном
поведении интенсивностей их рефлексов. Колебания значений п.э.я.
малахитов вызваны изоморфной примесью Mg. Различия в полуширинах
рефлексов малахитов обусловлены различием в скоростях роста их
индивидов.
Авторы выражают глубокую благодарность Анастасенко Г.Ф.,
Петрову Т.Г. и Золотареву А.А. за предоставленные образцы для
исследования, Антонову А.В и Нестерову А.Р. за выполнение
микрозондовых анализов.
153