Диагностика и изучение строительного материала мегалитических построек Северного Кавказа
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
Вµк и штрихов, неравномерно распределенные по объему образца, в то время как большая часть объема не люминеiирует. В спектрах фотолюминеiенции всех изученных образцов присутствуют широкие полосы с максимумами 416-418 нм и 435-438 нм и бесструктурный фон в видимой области спектра.
Обнаруженное свечение может быть связано с кислородными центрами в кремне- и алюмокислородных тетраэдрах (AlO44- и SiO43-.) [3]
Спектры фотолюминеiенции существенно отличаются друг от друга. Для каждой из пар образцов намечается сходство в линиях спектров люминеiенции. Интенсивность люминеiенции коренных пород намного меньше, максимумы полос прослеживаются не так явно, как для образцов, отобранных от дольменов.
Соотношение интенсивностей полос существенно меняется от образца к образцу. Поскольку известно, что интенсивность люминеiенции при повышении концентрации железа, марганца и свинца (тушители) уменьшается вплоть до полного исчезновения, можно предположить, что валовое содержание этих элементов невелико. Большая интенсивность свечения имеет место в случае сильного взаимодействия электронно-дырочных центров между собой. Одинаковое положение полос люминеiенции говорит об однотипности состава центров. Разная величина интенсивности может быть обусловлена неоднородностью песчаников.
Разная величина интенсивности может быть обусловлена принадлежностью образцов к различным слоям.
Описание катодолюминеiентных исследований
Катодолюминеiентная микроскопия (КЛ) позволила исследовать внутреннее строение зерен и кристаллов. Методом КЛ в аншлифе изучен образец, имеющий наибольшую интенсивность фотолюминеiенции (электронный микроскоп ABT-55, оборудованный приставкой для КЛ Gatan, спектральный диапазон 185-850 нм, аналитик М.Д. Толкачев, ИГГД РАН).
Рис. 3. Изображение песчаника в отраженных электронах
Электронная микроскопия в отраженных электронах (рис. 3) и качественный анализ рентгеновского спектра показали, что песчаник практически нацело сложен зернами кварца с единичными включениями зерен полевых шпатов.
Полевой шпат люминеiирует слабо вследствие значительного содержания железа, которое подавляет люминеiеницию. КМ показала, что некоторые зерна кварца люминеiируют, а другие почти не обладают люминеiенцией (рис. 4).
Рис. 4. Катодолюминеiенция кварца в песчанике (серое)
Причиной изменчивости интенсивности свечения может быть неравномерное распределение центров люминеiенции или примесей-тушителей (Fe2+ и др.). Различные зерна кварца могут происходить из разных источников сноса. Индивидуальная история зерен также может влиять на характер люминеiенции. На некоторых зернах кварца видны нелюминеiирующие каймы, представляющие собой поздний кварц, который рос в песчанике за счет межзерновых растворов. Таким образом, поздний кварц является сравнительно низкодефектным.
Данные о спектральном составе катодолюминеiенции кварца подтверждают факт зонального распределения центров свечения в пределах отдельных зерен. В ходе эксперимента получены спектры от двух участков выбранного зерна (1 - ядро зерна, 2 - край). Спектр в точке 1 (ядро) состоит из одной четко выраженной полосы с максимумом ~620 нм (линейная интенсивность 470 отн. ед.). Возможно, полоса является комбинацией двух или нескольких полос меньшей интенсивности. Спектр в точке 2 (край) обладает двумя отчетливо выраженными максимумами, интенсивность которых значительно ниже (~625 и 576 нм, интенсивность 130 отн. ед.). Кроме того, в отраженных электронах хорошо заметно, что некоторые зерна кварца люминеiируют, а некоторые почти не имеют люминеiенции, это может быть обусловлено тем, что свечение может быть связано изменением содержания центров кремне- и алюмокислородных тетраэдров (AlO44- и SiO43-), увеличением содержания тушителей или увеличением содержания дефектов. Также на характер люминеiенции может влиять индивидуальная история зерен, центры-активаторы и центры-тушители свечения могут быть неравномерно распределены в объеме зерна. Различные зерна кварца могут иметь различные источники сноса, что также будет влиять на люминеiенцию.
На некоторых зернах кварца видны каймы (рис. 5), т.е. минерал рос за счет межзерновых растворов, это поздний малодефектный кварц, т. н. вторичный кварц песчаников.
Рис. 5. Изображение песчаника в ложных цветах с использованием двойного контраста (топографический контраст и катодолюминеiенция).
Данные КЛ показали наличие двух типов зерен кварца, которые обладают разной интенсивностью катодолюминеiентного свечения. Она может быть обусловлена разными причинами, заключающимися как в дефектной структуре кристаллов, так и во внешних природных условиях образования кварца.
В дальнейшем планируется продолжить исследование типоморфных свойств песчаников методами:
а) электронно-микрозондового анализа (СПГГИ, ИГГД РАН) - с целью изучения химического состава цемента для определения его устойчивости под воздействием разрушающих факторов окружающей среды;
б) катодолюминеiенции (ФТИ РАН) - для изучения спектрального состава излучения и его изменчивости в переделах минеральных зерен (внутреннее строение, каймы обрастания и т.п.);
в) планируется провести исследование потенциала песчаника как материала для датирования археологических объектов (путем сравнения интенсивности интегральной люминеiенции с величиной накопленной дозы гамма-излучения) совместно с сотрудниками РИАН.