科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
硬水铝石是珠宝市场上流行的彩色宝石，因其具有独特的变色效应(日光下呈现棕黄绿色，白炽灯下呈现紫红色)而被广大消费者欢迎。研究硬水铝石的变色成因对于宝石的切割加工、优化处理以及价值评估有着重要意义。目前硬水铝石的变色成因研究较少，考虑到硬水铝石的化学成分和晶体结构与刚玉类似，刚玉的颜色成因理论研究较为成熟，因此，为研究硬水铝石的变色成因，本文选取与硬水铝石变色效应非常相近的变色刚玉，从二者的微量元素、紫外-可见光光谱与晶体结构等方面进行对比研究。运用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪测试了样品的微量元素，根据测试结果，硬水铝石样品中致色元素主要有Fe、 Cr、 V、 Ti,刚玉样品中致色元素主要有Mg、 Ti、 Fe、 V、 Cr,二者的微量元素种类相似，但含量有差异。运用紫外-可见光光谱与偏振紫外-可见光光谱表征了变色硬水铝石与变色刚玉在可见光区的吸收特征，发现硬水铝石中存在位于387、398、438和448 nm处的吸收峰以及中心位于572 nm左右的宽缓吸收带，正是这一宽缓吸收带导致了变色效应，与之对应的，变色刚玉中存在位于377、388和450 nm处的吸收峰以及中心位于560 nm左右的宽缓吸收带。二者在可见光区的吸收特征非常类似。有差异的是，变色刚玉的560 nm吸收带不存在明显的偏振性，而硬水铝石的572 nm吸收带存在偏振性，晶体中电荷转移导致的吸收特征往往具有偏振性。通过二者晶体结构的对比分析与刚玉中的电荷补偿理论分析，推测硬水铝石中398 nm吸收峰由Fe3+导致，387、 438和448 nm吸收峰由Fe3+-Fe3+离子对导致，572 nm处的宽缓吸收由Cr、 V、 Fe2+-Ti4+离子对产生。硬水铝石的变色效应是在Cr、 V、Fe2+-Ti4+离子对的综合作用下产生的。本研究通过类比变色效应相近的刚玉，研究了硬水铝石的变色成因，为研究宝石中的类似问题提供了新思路。
-
单位中国地质大学(武汉)珠宝学院
