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摘要
巴基斯坦Swat矿区祖母绿以饱和绿色和高净度著称，其价格逐年攀升，如何有效鉴别Swat矿区祖母绿的特征成为当前的研究热点。采用常规宝石学仪器、电感耦合等离子质谱、红外光谱、拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱对该矿区祖母绿的宝石学及谱学特征进行研究，并探讨其颜色成因。结果显示：(1)Swat矿区祖母绿晶体常为六方柱状，且净度较高。样品颜色呈明亮的绿色，具有中等至强的二色性(黄绿/蓝绿色)。折射率偏高，约1.588～1.599,与晶体碱金属含量高有关。(2)晶体中部分Al与Mg, Fe, Cr等发生类质同象置换。其中替换最多的是Mg元素，含量达11 402～12 979 ppma(平均为12 446 ppma); Fe和Cr元素次之(平均含量分别为2 390和2 199 ppma)。样品中碱金属元素(Na, K, Rb, Cs)含量很高，总量约14 201～16 136 ppma,平均为15 183 ppma。(3)红外光谱显示指纹区1 312, 1 152, 983, 838, 701, 616和559 cm-1处的吸收峰，由[Si6O18]等基团振动所致。近红外区可见较强的Ⅱ型水振动相关吸收峰(7 074 cm-1),说明样品中存在较多Ⅱ型水，与晶体中碱金属离子含量较高相符。拉曼光谱显示324, 399, 516, 685和1 067 cm-1等祖母绿的拉曼位移，并检测到气液包裹体相关的H2O (3 595 cm-1)、 CO2(1 284和1 284 cm-1)和N2(2 327 cm-1)以及伴生矿物滑石和磁铁矿的拉曼位移。(4)紫外可见-吸收光谱(UV-Vis)测试结果显示有Cr3+(688～641 nm), V3+(610 nm), Fe2+(860 nm)和Fe3+(375 nm)相对应的吸收峰。样品中Fe元素含量为1 124～3 561 ppma, Cr元素含量为730～3 077 ppma, V元素含量较少，为28.01～263.9 ppma。不同样品中Cr元素含量差距较大，V元素含量差距小，Cr和V离子数比值约3.43～60.05。随着样品颜色饱和度增加，Cr元素含量急剧增大，V元素含量增加极少，Fe元素含量反而降低。推测Swat矿区祖母绿主要致色元素为Cr,其次为V,其色调和荧光可能受Fe元素影响。
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单位中国地质大学(武汉)珠宝学院; 安徽省地质实验研究所（国土资源部合肥矿产资源监督检测中心）
