两种类型天然紫色翡翠的致色机理

发布时间：2021-07-10 19:48

　　紫色翡翠是天然翡翠中的重要品种,具有很高的经济价值,其主要有2种类型,一种呈较纯的紫色,另一种为带有蓝色色调的紫色。为探究紫色翡翠的致色机理,除采用传统的谱学及化学成分分析外,本文重点采用电子顺磁共振（EPR）、X射线光电子能谱（XPS）等,对2种类型紫色翡翠致色机理、致色元素价态等进行深入研究。结果表明,2种类型紫色翡翠均为硬玉颗粒本身呈色。紫色样品致色与Mn有关（w（Mn O）=0.0035%～0.036%）,紫外可见光吸收光谱具有由Mn导致的580 nm吸收带,电子顺磁共振分析显示其主要为Mn³⁺,而并非Mn²⁺。蓝紫色翡翠由Fe、Ti元素联合致色（w（Fe O）=0.039%～0.25%;w（Ti O₂）=0.018%～0.17%）,X射线光电子能谱分析显示其主要致色离子为Fe²⁺、Fe³⁺和Ti⁴⁺,认为蓝紫色翡翠为Fe²⁺-Ti⁴⁺和Fe²⁺-Fe³⁺电荷转... 

【文章来源】：矿物学报. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 两种类型天然紫色翡翠

红外吸收光谱测试结果表明（图2），所有测试样品在900～1200 cm-1范围内主要有3个吸收峰，1170、1070和960 cm-1，其中1070 cm-1的强度最强，是由Si O4四面体反对称伸缩振动引起的；在600～900 cm-1，有860和733 cm-1吸收峰，是由Si O4四面体弯曲伸缩振动引起的，吸收较弱；在400～600 cm-1，主要为M1和M2配位体的振动吸收，金属阳离子和O2-的振动，主要有587、536、481和438 cm-1等4个吸收峰，其中587 cm-1吸收最强[11]。2.2 LA-ICP-MS分析

选取紫色样品和蓝紫色样品上颜色最深的硬玉颗粒进行LA-ICP-MS测试，其中编号P1-P7为紫色样品，B1-B8为蓝紫色样品。LA-ICP-MS结果显示，样品的主要化学组成为Na2O、Al2O3、Si O2等，符合硬玉的主要化学组成，并含有Fe、Ti、Mn、Cr、V、Co等微量元素，部分元素的含量如表1所示。由于紫色翡翠颜色为原生色，是矿物颗粒呈色而并非为矿物颗粒间的物质呈色，因此，具有d电子轨道的过渡金属元素或可发生电荷转移的金属元素可能为其致色原因，而其含量也会相对较高，如Abduriyim等[10]发现产自缅甸的紫色翡翠具有较高的Mn含量，陈秀英等[12]发现产自危地马拉的紫色翡翠具有较高的Ti含量，这也说明天然紫色翡翠可能具有两种不同的颜色成因类型，但具体的呈色机理仍有待于探讨。对本研究的紫色样品（编号P1-P7）和蓝紫色样品（编号B1-B8）的微量元素进行投点（图3），可以明显发现部分元素和样品的颜色具有较好的相关关系。对于Mn元素的含量，紫色翡翠样品（w(Mn O)=0.0035%～0.036%）明显高于蓝紫色翡翠样品（w(Mn O)=0.0007%～0.0025%），对于Fe、Ti元素，蓝紫色翡翠样品的含量（w(Fe O)=0.039%～0.25%;w(Ti O2)=0.018%～0.17%）明显高于紫色翡翠样品（w(Fe O)=0.023%～0.067%;w(Ti O2)=0.006%～0.023%),Cr、V、Co、Ni等含量较低甚至没有，且没有明显规律，说明紫色样品可能与Mn致色有关，而蓝紫色样品可能由于Fe、Ti元素联合致色，而这些元素的价态、致色的机理等需要进行进一步确定。2.3 X射线光电子能谱分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]缅甸淡紫色翡翠的颜色成因[J]. 吴晓,包振宇,康燕,韩孝朕,刘学良,瞿明毅.  激光与光电子学进展. 2019(07)
[2]缅甸翡翠化学成分的变化对其红外光谱的影响[J]. 王亚军,石斌,袁心强,裴磊,陈涛,谢小丽.  光谱学与光谱分析. 2015(08)
[3]缅甸翡翠紫外-可见-近红外光谱的特征和意义[J]. 袁心强,亓利剑,杜广鹏,陈晓燕.  宝石和宝石学杂志. 2003(04)
[4]紫色翡翠的特征及成色机理探讨[J]. 欧阳秋眉.  宝石和宝石学杂志. 2001(01)
[5]硬玉的谱学研究[J]. 傅晓明.  矿产与地质. 1999(02)
[6]岫玉的穆斯鲍尔谱、电子顺磁共振谱和红外光谱特征[J]. 曹俊臣,阚学敏,温桂兰,许荣旗.  矿物学报. 1994(03)

博士论文
[1]贵州罗甸玉矿物岩石学特征及成因机理研究[D]. 杨林.成都理工大学 2013



本文编号：3276551