橙—红色系列石榴石宝石学特征及颜色成因研究

发布时间：2017-09-30 17:30

  本文关键词：橙—红色系列石榴石宝石学特征及颜色成因研究

  更多相关文章： 石榴石 拉曼光谱 红外光谱 磁化率 颜色

【摘要】：同一系列石榴石间存在广泛的类质同象置换,因此难以依靠石榴石的外观颜色来精确区分石榴石的品种。基于此,本文选取市面上常见的橙色-红色系列的石榴石,用无损的红外光谱、拉曼光谱、紫外—可见光、磁化率测试以及微损的电子探针测试,对该系列石榴石的光谱和磁化率进行研究和总结。运用Color i5测色仪,基于CIE 1976 L*a*b*均匀色空间,对橙色-红色系列的石榴石的颜色表征进行无损测试,据此对该系列的石榴石颜色的成因及其特征进行初步的研究探讨。测试结果显示,橙—红色系列石榴石的红外光谱在500 cm~(-1)~1100cm~(-1)范围内,Si-O的振动峰随石榴石A位主要二价阳离子半径变大向短波方向偏移。Spy/Alm或Spy/(Alm+And)比值的高低,决定了石榴石在620 cm~(-1)~630cm~(-1)范围内是否会出现D峰,随着Spy/Alm或Spy/(Alm+And)比值的降低,D峰的振动强度增大。且Si-OStr及Si-OBend的拉曼特征峰随着石榴石A位主要阳离子半径的增大亦向短波方向偏移。锰铝榴石、铁铝榴石、镁铝榴石、钙铝榴石均为顺磁性矿物,其质量磁化率数据的特征为χMnχFeχMgχCa。因此,除传统测试石榴石品种的方法外,还可以引入磁化率来区分橙—红色系列石榴石的品种。同时,镁铝榴石及铁铝榴石质量磁化率间为过渡品种质量磁化率区间,并且随着过渡品种中铁铝榴石相对混容量的增高,其质量磁化率相应变大。随着Fe~(2+)含量的增加,镁铝榴石和铁铝榴石的色调角减小,石榴石颜色偏向红色。Fe~(2+)为钙铝榴石主要致色离子,钙铝榴石中Fe~(3+)含量的增加使钙铝榴石自身明度变强,颜色变艳。由于锰铝榴石中主要致色离子为Mn~(2+)和Fe~(2+),随着Mn~(2+)含量的增加Fe~(2+)含量的减少,锰铝榴石颜色中黄色调含量增加使其颜色变艳,同时可证Mn~(2+)和Fe~(2+)主要使锰铝榴石表现出黄色调。橙-红色系列石榴石的颜色呈现极少受其自身粒子的自旋磁矩和轨道磁矩的影响,因此磁化率因子不是影响橙—红色系列石榴石颜色成因的必然因素。
【关键词】：石榴石 拉曼光谱 红外光谱 磁化率 颜色
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P619.281
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-16
• 1.1 选题意义10-11
• 1.2 研究背景和研究现状11-13
• 1.2.1 石榴石宝石矿物学研究现状11-12
• 1.2.2 色度学在宝石学领域的研究现状12-13
• 1.3 技术路线、研究方案及工作安排13-16
• 1.3.1 样品的挑选13
• 1.3.2 样品的颜色测试13-14
• 1.3.3 数据处理分析14
• 1.3.4 论文主要工作及工作量14-16
• 第2章 石榴石样品宝石学特征16-21
• 2.1 石榴石样品宝石学测试16-20
• 2.2 本章小结20-21
• 第3章 石榴石的结构及成分测试21-33
• 3.1 石榴石的晶体结构21-22
• 3.2 石榴石电子探针测试22-32
• 3.2.1 电子探针测试目的22-23
• 3.2.2 电子探针测试条件23
• 3.2.3 电子探针实验数据23-28
• 3.2.4 电子探针数据分析28-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 石榴石的光谱研究33-54
• 4.1 石榴石的傅利叶变换红外光谱仪测试33-41
• 4.1.1 傅利叶变换红外光谱仪测试目的33
• 4.1.2 傅利叶变换红外光谱仪测试条件33-34
• 4.1.3 傅利叶变换红外光谱仪测试结果分析34-40
• 4.1.4 红外光谱实验小结40-41
• 4.2 石榴石拉曼光谱测试41-50
• 4.2.1 拉曼光谱仪测试目的41
• 4.2.2 拉曼光谱仪测试条件41
• 4.2.3 拉曼光谱仪测试结果分析41-49
• 4.2.4 拉曼光谱实验小结49-50
• 4.3 石榴石样品紫外—可见光光谱测试50-53
• 4.3.1 紫外—可见光分光光度计谱仪测试目的50
• 4.3.2 紫外—可见光分光光度计谱仪测试条件50
• 4.3.3 紫外—可见光分光光度计谱仪测试结果分析50-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 石榴石磁化率研究54-62
• 5.1 石榴石的磁化率测试54-55
• 5.1.1 实验方案54-55
• 5.1.2 磁化率实验数据55
• 5.2 磁化率与成分相关性分析55-61
• 5.2.1 石榴石磁化率数据分析55-57
• 5.2.2 磁化率与石榴石主要成分的相关性分析57-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第6章 石榴石颜色研究62-80
• 6.1 色度学相关概念62-64
• 6.1.1 色调（Hue）62-63
• 6.1.2 彩度（Chroma）63
• 6.1.3 明度（Lightness）63-64
• 6.2 石榴石样品的颜色参数64-67
• 6.2.1 测色仪器64
• 6.2.2 测试条件64-65
• 6.2.3 测色仪稳定性分析65-67
• 6.3 四种石榴石颜色的研究67-79
• 6.3.1 石榴石样品颜色的量化表征67-69
• 6.3.2 石榴石变换光源对其颜色呈现的影响69-74
• 6.3.3 石榴石成分对颜色的影响74-77
• 6.3.4 石榴石磁化率与颜色参数的关系77-79
• 6.4 本章小结79-80
• 结论80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-86
• 附录86-97
• 个人简历97

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本文编号：949538