Полисадова Елена Федоровна, Лисицын Виктор Михайлович; Корепанов Владимир Иванович

Научный руководитель: Лисицын Виктор Михайлович, зав. каф., ТПУ, ЭФФ, каф. ЛиСТ

Подробно изучены спектры импульсной катодолюминесценции и кинетики затухания свечения кальцитов из различных геохимических провинций: Кузнецкого Алатау, Сибирской платформы, Приморья. Во всех образцах обнаружена люминесценция с наносекундной длительностью, состоящая из одинакового набора перекрывающихся полос примесной и собственной природы в области 250 - 600 нм и индивидуальным для каждого типа минерала соотношением между ними. Установлена однозначная зависимость характеристического времени релаксации послесвечения ионов Mn²⁺ (l = 620 нм) в микросекундном диапазоне с принадлежностью кальцита к определенной геохимической провинции.

Спектры излучения полевых шпатов, измеренные в момент окончания возбуждающего импульса, имеют достаточно сложный спектральный состав и представлены совокупностью перекрывающихся полос c различными временами релаксации, имеющих различную природу. Соотношение между этими полосами индивидуально для каждого образца даже в пределах одного типа.

Во всех изученных образцах регистрируется полоса люминесценции с максимумом при 285 нм, которая приписывается излучательным переходам в ионах свинца Pb²⁺ [2]. Ее интенсивность зависит от типа минерала и имеет наибольшее значение в светло-голубом амазоните, а наименьшее в микроклине. Не смотря на эти отличия, установлено, что кинетические характеристики свечения полосы 285 нм одинаковы во всех образцах. Кинетика затухания описывается экспонентой с характеристическим временем релаксации 0,4 мкс.

При слабой интенсивности излучения при 285 нм, в микроклине регистрируется интенсивная полоса излучения в области 750 нм с характеристическим временем релаксации около 8 мкс, приписываемая излучательным переходам в тетраэдрически координированных ионах Fe³⁺ [2]. В амазонитах и альбитах излучения в области 750 нм не наблюдалось. Предполагается наличие определенной зависимости соотношения интенсивностей полос излучения от примесного состава. По данным [2] с увеличением концентрации свинца, марганца и железа интенсивность полос радикальных центров резко падает, вплоть до полного исчезновения. При высоких концентрациях тетраэдрического железа происходит падение интенсивности полосы излучения ионов Pb²⁺.

Типичной для всех полевых шпатов в спектрах катодолюминесценции является также полоса с максимумом при 400-410 нм. Центрами свечения, ответственными за эту полосу, являются радикалы SiO₄^3-. Для этой полосы характерна индивидуальность кинетических характеристик затухания свечения для каждого типа минерала. Кинетики релаксации свечения не элементарны и описываются суммой экспонент. Величины характеристических времен затухания длинновременного компонента имеют значения, равные 0,4 мкс, 0,2 мкс, 0,8 мкс для амазонита, альбита и микроклина соответственно.

Спектры свечения полевых шпатов при импульсном возбуждении значительно меняются со временем. У альбита после окончания воздействия возбуждающего импульса максимум излучения находится в области 400 нм, а через 0,1 мкс после импульса доминирующей становится полоса с максимумом при 285 нм. В спектре микроклина наблюдаются полосы с максимумами при 350 нм (Ce³⁺) и 470 нм (AlO^4-). Через 1 мкс после импульса интенсивность этих полос существенно снижается, и в коротковолновой области видимого излучения доминирует полоса при 410 нм

Одинаковое время затухания свечения, равное 0,4 мкс полосы 285 нм (центр свечения Pb²⁺) после возбуждения наносекундным импульсом ускоренных электронов может служить отличительным признаком минералов данного класса. Различие временных характеристик свечения полевых шпатов в области 390 нм может служить дополнительным типоморфным признаком минерала.

Литература: