Mössbauer and Infrared Absorption Spectroscopy of Tourmaline Minerals

전기석 광물의 뫼스바우어 및 적외선 흡수 분광학

$M{\ddot{o}}ssbauer$ and Infrared absorption spectra of the iron-bearing tourmaline minerals show that the ferrous and ferric ions occupy the Y and Z octahedral sites. The Fe ions are almost ferrous, predominantly partitioning into Y site and partly take in Z site. The $Fe^{2+}$ content of the Z sites in brownish black tourmaline minerals are higher than that in blue/green tourmaline minerals. Therefore, 720 nm peak of brownish black samples is broader than that of blue/green samples in optical spectra. All of the blue/green tourmaline minerals used in experiment have only $Fe^{2+}$ ion. The IR spectra of tourmaline depend on the cation environments around OH groups, as also evidenced by their chemical analyses. There appear no difference in IR spectrum between O(1)H and O(3)H binding characters in the heat-treated samples. But the characteristic $3565cm^{-1}$ peak appears in the ferrous hydroxyl bearing silicates, where dehydroxylation temperature for OH coordinated to $Fe^{2+}$ is $700{\sim}800^{\circ}C$.

철을 함유하는 전기적 광물들의 뫼스바우어 및 적외선 흡수 스펙트럼들은, 철 2가와 철 3가 이온들이 Y와 Z팔면체 자리에 들어가는 것을 보여준다. 철 이온들은 대개 2가인데, 대부분 Y자리에 분포되며 부분적으로 Z자리에도 들어간다. 흑갈색 전기석 광물들은 청색/녹색 전기석들 보다 Z자리의 철 2가 성분이 높다. 그러므로, 광학 스펙트럼으로 보면 흑갈색 전기석의 720 nm 피크가 청색/녹색 전기석의 피크보다 더 넓게 나타난다. 실험에 이용된 녹색/청색 전기석 광물들은 모두 철 2가 이온들만 가지고 있다. 전기석들의 적외선 스펙트럼들은 화학 분석결과로 보아 OH 주위의 양이온들의 환경에 따라 민감한 변화를 보인다. 열처리한 시료의 분석결과를 보면, O(1)H와 O(3)H의 적외선 흡수 스펙트럼 특성에는 차이를 보이지 않았다. 철 2가와 OH를 가지는 규산염 광물의 경우, $3565cm^{-1}$ 피크를 특징적으로 가지는데 이들의 탈수온도는 $700{\sim}800^{\circ}C$이다.