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砗磲的宝石学特征研究

蒋东  
【摘要】:砗磲作为一种生物型有机宝石,属于软体动物门,瓣鳃纲,帘蛤目,砗磲科,在世界范围发现了10种,而在我国水域发现6种。本文从宝石学、生物学角度对砗磲贝材料进行研究,选取大砗磲作为主要的研究对象,利用电子探针、X射线粉晶衍射、LA-ICP-MS、蛋白质酸水解氨基酸分析,热重分析对砗磲的无机有机成分进行了全面的测试分析;利用扫描电子显微镜对其内部不同部位的显微结构进行了对比研究;同时还测试研究了砗磲贝的红外光谱及拉曼光谱等谱学特征。通过结合电子探针和XRD粉晶衍射分析,发现其中主要的无机矿物为CaCO3,且基本为文石相,属于文石质壳。结合热重分析,计算得文石含量占总质量90%-97%。其中灰色透明度高层有机质含量最高,可达9%;白色透明度低层有机质含量最少,可低至3%;黄色后闭壳肌痕处有机质含量居中,在5%左右。同时通过LA-ICP-MS对微量元素进行分析,发现除主要元素Ca外,Na含量最多,且在后闭壳肌痕处明显高于其他部位;K在贝壳内层(晚形成层)含量更高;Sr含量仅低于Ca和Na,在韧带区域外侧含量稍高。采用蛋白质酸水解氨基酸分析,发现显示后闭壳肌痕处(H)可溶性蛋白质含量显著高于韧带部位附近区域(R)和外套膜痕内侧中心区域(Z)。其中H、R、Z三处的氨基酸组成种类一致,但比例略有不同,H处氨基酸酸碱比最高,R处氨基酸酸碱比最低。扫描电子显微镜等方法观察表面及内部结构,发现砗磲贝壳中除后闭壳肌痕处肌棱柱层呈一个方向排列,其他均为交错棱柱状,交错单元由三级结构组成。不同透明度层文石结构间有机质含量不同,其中含更多的有机质,文石颗粒排列更为有序,空隙较小,而透明度低的层位生长较快,文石含量更高,生长更为交错,颗粒间空隙也更大。对比研究了红外和拉曼光谱等谱学特征,砗磲显示文石的谱学特征,红外吸收峰可见699,712,1080,860,1460cm-1;以及拉曼吸收峰152,207,702,1085cm-1,且存在不同程度的蓝移或红移。


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