湖南新宁崀山丹霞红层天然半导体矿物的矿物学特征研究

摘要

在野外勘察的基础上,采用原位和分离处理两种样品制备方法,利用偏光显微镜(POM)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、X射线能谱(EDX)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、电子探针(EPMA)、微区X射线衍射(XRD)、显微拉曼光谱(μ-Raman)和X射线荧光(XRF)技术,揭示湖南新宁崀山丹霞红层中金属矿物的矿物学特征。结果表明,该丹霞红层砂岩中的主要金属矿物铁钛氧化物以天然半导体矿物赤铁矿和锐钛矿为主,红层中Fe和Ti元素的平均含量分别是非红层的2.8倍和2.4倍;绝大部分铁钛氧化物以胶结物的形式赋存在大颗粒矿物(如石英、长石和云母)之间,推测为红层中含钛硅酸盐矿物(钛铁矿或黑云母)风化之后经过淋滤作用原位沉积的产物。由于赤铁矿与首次在红层中发现的锐钛矿均具有半导体性质,研究结果可为丹霞红层在地球表面的光催化性质和环境效应研究以及认识和理解白垩纪大洋红层与陆相红层的相互关系提供基础资料。