【摘要】：紫晶及紫黃晶是重要的寶石品種,致色元素含量低、價態(tài)及占位復(fù)雜,使其致色機理研究尚需討論,優(yōu)化處理研究也受其影響。通過熱處理和輻照處理實驗和前后光譜學(xué)測試,對一批東非產(chǎn)紫晶、玻利維亞和合成紫黃晶進(jìn)行致色機理研究。通過顯微觀察和顯微光譜技術(shù)可知,紫晶中赤鐵礦包體、紫色色帶、布儒斯特紋等不同類型的內(nèi)含物均沿著正菱面體方向分布,說明Fe元素作為紫晶致色元素會富集在特定區(qū)域,在布儒斯特紋上可見紫晶顏色濃集色帶,揭示了紫晶和缺陷的依存關(guān)系。利用顯微中紅外光譜的線、面掃描技術(shù),將布儒斯特紋和結(jié)構(gòu)缺陷聯(lián)系在一起觀察研說明了這一點。隨后的XAFS實驗表明,合成水晶中,紫晶中Fe元素以Fe~(3+)離子為主賦存于類質(zhì)同象位(S位)和間隙位(I位),說明間隙位Fe元素的重要性。熱處理和輻照處理實驗表明,紫外可見光范圍內(nèi),540 nm吸收峰是紫晶致色原因,熱處理會使該峰減弱或消失,輻照處理會使該峰隨輻照劑量增加而凸顯;而中紅外光范圍內(nèi),羥基會在受熱或受輻照過程中發(fā)生變化,熱處理造成羥基在紫晶中的減弱和黃晶中的聚集,產(chǎn)生了H~+等陽離子的遷移,輻照則使紫晶中的部分結(jié)構(gòu)水峰不斷減弱,并產(chǎn)生新的吸收峰。以上實驗通過加熱褪色、輻照增色以及恢復(fù)顏色,表明紅外光譜中探測到的羥基變化和紫晶的顏色之間缺乏相關(guān)性。本文肯定了布儒斯特紋對研究紫晶致色具有意義,間隙位的存在對紫色的產(chǎn)生影響很大。同時發(fā)現(xiàn)受熱過程中結(jié)構(gòu)水的變化具有規(guī)律性,但不會破壞紫晶、黃晶的基本譜形,和顏色沒有直接聯(lián)系�？梢酝ㄟ^中紅外光譜譜形來確定紫晶是否經(jīng)過加熱。電子輻照可以加強紫色,在東非紫晶、南美洲紫黃晶中產(chǎn)生了特征的吸收峰變化。隨輻照劑量的增加,改色的效率下降。
【圖文】：

第二章 概述2.1 α石英概述2.1.1 α石英結(jié)晶學(xué)簡介寶石學(xué)中提及的水晶，礦物學(xué)名稱石英（低溫石英，，α-Quartz），三方晶系點群 32，空間群 D43-P3121(或者 D63-P3221)；晶胞參數(shù)：a0=0.491 nm，c0=0.541 nmZ=3[35]。其結(jié)構(gòu)基元是[SiO4]四面體，是 Si 原子外層 3s 軌道和次外層 2p 軌道所成的指向角頂?shù)乃膫� sp3雜化軌道，與周圍 4 個 O 原子 2p 軌道形成 Si-O 鍵所構(gòu)的配位體[35, 36]。[SiO4]4-四面體以角頂相互連接，形成三維空間內(nèi)交叉聯(lián)合（crolinked）的 Si-O-Si 鏈條，呈現(xiàn)雙螺旋狀，并在單位晶胞中留下沿 c 軸、a 軸分布寬闊管道[22]。

+產(chǎn)生類質(zhì)同象替代，進(jìn)入四面體配位體中，如 Al3+、Ti3+、Fe3+、 2.2 可見，水晶晶體中存在的空隙主要位于雙螺旋結(jié)構(gòu)中，當(dāng) 5/6 晶胞高度 c0之間時會產(chǎn)生 I4 缺陷；位于 1/6 到 5/6 晶胞高度 I6 缺陷。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P619.281

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本文編號：2685225