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摘要
翠榴石为石榴石家族中最为贵重的亚种,以其漂亮的外观和稀有性深受欢迎。尤其是俄罗斯所产翠榴石更是国内外收藏家最为追捧的对象。前人从不同角度对石榴石族矿物研究较多,但关于翠榴石的研究较少。为了探究俄罗斯翠榴石的化学成分及光谱学特征,运用LA-ICP-MS, IR, Raman和UV-Vis,对俄罗斯翠榴石进行系统研究,旨在获得其化学成分尤其是稀土元素特征、光谱学特征,分析致色原因,为其品种鉴定及产地溯源提供重要数据。化学成分研究表明,俄罗斯翠榴石几乎为纯的钙铁榴石(Andradite>96.39 Mol.%)。次要成分中, Cr2O3含量较高,平均0.502 Wt%,除此以外还含少量Al, Mn, Ti和V。其中Cr和V均为石榴石中致绿色的元素。稀土元素含量总体不高,∑REE平均4.85μg·g-1;且轻稀土元素明显富集,∑LREE平均4.56μg·g-1;重稀土元素相对亏损,∑HREE平均0.29μg·g-1,∑LREE/∑HREE=5.35～100.48。多数样品显示Eu正异常。主要拉曼位移为994.5, 873.5, 841.5, 815, 576, 552, 515, 492, 451, 369, 351, 323, 310.5, 295, 263, 234.5和172 cm-1。拉曼光谱仅可作为翠榴石品种鉴定的手段之一,对其产地溯源作用不大。红外光谱研究表明,指纹区红外反射光谱可以有效鉴别翠榴石,红外光谱官能团区显示结构水的吸收峰,表明俄罗斯翠榴石含有少量结构水,这与其形成过程与热液交代作用有关。紫外-可见吸收光谱研究显示,俄罗斯翠榴石在384和440 nm处具明显吸收峰, 436 nm见弱吸收峰, 620 nm附近出现宽缓吸收带,从500 nm附近至紫外区强烈吸收。分析认为440 nm吸收带归于八面体位Fe3+的6A1→4A1g+4Eg(G)跃迁所致; 620 nm吸收带归于八面体位Cr3+的4A2g(F)→4T2g(F)d—d跃迁所致, Fe和Cr同为致色元素, O-Fe荷移带及440 nm强吸收带使得钙铁榴石产生黄色、黄绿色, Cr3+的加入,产生620 nm宽缓吸收带,吸收橙黄色光,使得宝石颜色向绿色端偏移,显示纯正的绿色。拉曼光谱、红外光谱指纹区特征可以用于准确鉴定翠榴石;稀土元素特征及中红外光谱官能团区结构水特征,可以为其产地溯源提供重要信息。
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单位中国地质大学(武汉)珠宝学院
