加拿大具"蛙卵"状色带铬钙铝榴石(沙弗莱石)的谱学特征

摘要：

产于加拿大的宝石级铬钙铝榴石(又称沙弗莱石),常具有特殊的绿色团状色带,其黑色或深绿色的核心往往被边缘的翠绿色色带包围,形似"蛙卵".为了探究加拿大具"蛙卵"状色带沙弗莱石的宝石学性质以及谱学特征,通过常规宝石学测试、LA-ICP-MS、紫外-可见-近红外光谱、拉曼光谱对该区样品进行了系统研究,旨在探明色带的颜色成因以及不同色区成分和谱学的变化.化学成分分析表明,加拿大沙弗莱石均以钙铝榴石成分为主(核部:Grossular>55.64 mol％;边缘:Grossular>83.90 mol％),但不同颜色区域的Cr2 O3含量存在明显差异.在色带中心的深色核心区域呈现较高的钙铬榴石成分(Uvarovite平均为21.49 mol％),其中黑色的核心还具有较高的Ti含量(TiO2>1.9 Wt％).除此之外,样品还均含少量的Fe以及微量的V,Mg和Mn.紫外-可见-近红外光谱研究表明,Cr为主要的致绿色元素、Fe为致黄色元素.位于蓝紫区435 nm左右和红区603 nm左右的吸收带主要是由于Cr3+所致.700 nm左右出现的双峰可作为区别V3+的Cr3+特征峰.Fe3+在370 nm左右产生吸收峰,同时对蓝紫区435 nm处的吸收带也有贡献,1220 nm处宽缓的吸收带是由Fe2+所致.通过分析Fe2 O3与Cr2 O3+V2 O3含量比值能够有效地区分不同绿色调的钙铝榴石.当Fe2 O3与Cr2 O3+V2 O3的比值小于或在1.61附近时,常显示较为纯正的翠绿色色调;当Fe2 O3与Cr2 O3+V2 O3的比值在2.71附近时,常显示黄绿色色调;当Fe2 O3与Cr2 O3+V2 O3的比值在4.38附近时,常显示绿黄色色调.拉曼光谱分析表示,样品中黄绿色至翠绿色区域均显示出典型的钙铝榴石谱.800～1100 cm-1之间的拉曼峰主要是由[SiO4]四面体的伸缩振动引起的;400～700 cm-1之间的拉曼峰主要是由[SiO4]四面体的弯曲振动引起的;400 cm-1以下的拉曼峰主要是由晶格振动引起的.通过样品不同色区的拉曼光谱与天然钙铬榴石拉曼光谱的对比表明,从样品的边缘至黑色核心,随着矿物结构中Cr3+含量的增加会导致拉曼峰位发生规律性的偏移.

关键词：铬钙铝榴石、沙弗莱石、色带、颜色成因、紫外-可见-近红外光谱、拉曼光谱

所属期刊栏目：43

分类号：P575.4(矿物学)

资助基金：国家自然科学基金;湖北省珠宝工程技术研究中心科研项目

在线出版日期：2023-03-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：520-525