翡翠产自与俯冲作用相关的HP/LT变质区域, 对俯冲作用的研究具有重要意义。 锆石常用来确定岩石的年龄, 可以用于翡翠成因和形成时代的研究。 缅甸是世界上优质翡翠最主要的产地, 锆石是缅甸翡翠中常见的副矿物。 选择含锆石较多的缅甸翡翠原石, 对晶形较好的大颗粒锆石运用阴极发光(CL)图像观察锆石中颜色的分布和韵律环带形态的变化, 并根据CL图像特征进一步采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)对锆石的微量元素和U-Pb年龄进行测定。 结果表明具不同颜色和韵律环带形态的锆石, 其微量元素分布有一定的差异, 但总体却表现为: 锆石的标准化球粒陨石稀土配分显示轻稀土元素(LREE)亏损, 重稀土元素(HREE)富集, 有明显的Ce(Ce/Ce*=19.2～74.2)正异常和微弱的Eu(Eu/Eu*=0.49～0.72)负异常。 稀土元素总含量(∑REE)高(810～3 984 μg·g-1), (Yb/Sm)N值为23.1～195.1(大部分值小于100)； Th/U比值为0.28～1.18。 研究锆石属于岩浆锆石, 形成于俯冲带上覆地幔楔的镁铁质玄武岩浆之中, 这类岩浆是陆下地幔橄榄岩受到俯冲过程中释放的流体作用部分熔融形成的。 Ti温度计显示锆石的形成温度为762～923 ℃。 锆石的206Pb/238U年龄为(157.3±1.3)Ma, 这一年龄为锆石的形成时间。 CL图像显示锆石中颜色的分布和韵律环带形态的变化与锆石的形成时间无关, 是锆石中微量元素差异分布造成的, 反映了锆石形成过程中岩浆熔体成分的动态演化。

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术定量分析缅甸翡翠中Fe元素的浓度。 选择Fe元素的275.57 nm光谱线作为定量分析谱线, 选取Si元素的288.17 nm光谱线作为内标谱线, 选取12个缅甸翡翠样品作为研究对象, 以其中9个样品绘制了传统定标法和内定标法的Fe元素定标曲线, 并将定标曲线用于3个检验样品的Fe含量的实际预测。 实验结果表明, 采用传统定标方法时, 定标样品光谱强度的相对标准偏差(RSD)在1.4%～8.3%之间, 所建立的Fe元素浓度含量定标曲线的拟合相关系数R2为0.979, 使用该方法建立的定标曲线对3个检验样品中Fe元素含量进行测定, 最大相对误差为10.6%; 而采用内定标法时, 定标样品光谱强度的比值(IFe/ISi)的相对标准偏差(RSD)在0.9%～5.7%之间, Fe的拟合相关系数R2达到0.989, 样品中Fe元素的测定相对误差均可降低到7%以下。 结果证明, 利用内定标法定量分析翡翠中Fe的含量比传统定标法相对误差更小, 采用LIBS技术结合内定标法更适于缅甸翡翠样品中Fe元素定量分析。

缅甸翡翠是以硬玉为主要矿物的多晶集合体,硬玉的晶体化学成分可以用NaAlSi2O6来表示,天然产出的硬玉常常存在类质同象替代,Na被Ca替代,Al被Mg,Fe,Cr等元素替代,形成不同的翡翠类型,使得翡翠的化学成分变得更加复杂,而且其物理性质也产生变化,这种变化包括颜色、透明度、折射率、比重、结晶程度以及红外吸收光谱的特征.探索了翡翠的化学成分对其红外光谱的影响及规律,使用傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对10个含不同化学成分的缅甸翡翠样品进行漫反射法测量,分析结果表明,翡翠的红外吸收峰的位置随着样品的Na/Na+Ca的摩尔比例增加而向高波数发生位移;在低波数区域,在424,576和658 cm-1附近的吸收峰位的波数与Na/Na+Ca比值存在很好的线性相关,相关系数依次为R21=0.944　2,R22=0.928　3,R23=0.909　7.采用红外光谱测试技术结合所建立的线性模型可以推断未知翡翠样品的Na/Na+Ca的摩尔比例,当翡翠样品的Na/Na+Ca比值等于0.8时,红外吸收峰应该在658.7,574.5,422.5 cm-1处;如果翡翠样品的红外吸收峰波数＜658.7,＜574.5 cm-1,＜422.5 cm-1,则翡翠样品的Na/Na+Ca比值小于0.8,为绿辉石质翡翠;如果翡翠样品的红外吸收峰波数＞658.7,＞574.5,＞422.5 cm-1,则翡翠样品的Na/Na+Ca比值大于0.8,为硬玉质翡翠.该工作为红外光谱技术测量翡翠样品,分析翡翠化学成分,确定翡翠矿物种属提供了一种快捷、省时、方便的无损测量分析方法.