兩種類型天然紫色翡翠的致色機理
發(fā)布時間：2021-07-10 19:48
紫色翡翠是天然翡翠中的重要品種,具有很高的經(jīng)濟價值,其主要有2種類型,一種呈較純的紫色,另一種為帶有藍(lán)色色調(diào)的紫色。為探究紫色翡翠的致色機理,除采用傳統(tǒng)的譜學(xué)及化學(xué)成分分析外,本文重點采用電子順磁共振（EPR）、X射線光電子能譜（XPS）等,對2種類型紫色翡翠致色機理、致色元素價態(tài)等進行深入研究。結(jié)果表明,2種類型紫色翡翠均為硬玉顆粒本身呈色。紫色樣品致色與Mn有關(guān)（w（Mn O）=0.0035%～0.036%）,紫外可見光吸收光譜具有由Mn導(dǎo)致的580 nm吸收帶,電子順磁共振分析顯示其主要為Mn3+,而并非Mn2+。藍(lán)紫色翡翠由Fe、Ti元素聯(lián)合致色（w（Fe O）=0.039%～0.25%;w（Ti O2）=0.018%～0.17%）,X射線光電子能譜分析顯示其主要致色離子為Fe2+、Fe3+和Ti4+,認(rèn)為藍(lán)紫色翡翠為Fe2+-Ti4+和Fe2+-Fe3+電荷轉(zhuǎn)...
【文章來源】：礦物學(xué)報. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
圖1 兩種類型天然紫色翡翠
紅外吸收光譜測試結(jié)果表明（圖2），所有測試樣品在900～1200 cm-1范圍內(nèi)主要有3個吸收峰，1170、1070和960 cm-1，其中1070 cm-1的強度最強，是由Si O4四面體反對稱伸縮振動引起的；在600～900 cm-1，有860和733 cm-1吸收峰，是由Si O4四面體彎曲伸縮振動引起的，吸收較弱；在400～600 cm-1，主要為M1和M2配位體的振動吸收，金屬陽離子和O2-的振動，主要有587、536、481和438 cm-1等4個吸收峰，其中587 cm-1吸收最強[11]。2.2 LA-ICP-MS分析
選取紫色樣品和藍(lán)紫色樣品上顏色最深的硬玉顆粒進行LA-ICP-MS測試，其中編號P1-P7為紫色樣品，B1-B8為藍(lán)紫色樣品。LA-ICP-MS結(jié)果顯示，樣品的主要化學(xué)組成為Na2O、Al2O3、Si O2等，符合硬玉的主要化學(xué)組成，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。由于紫色翡翠顏色為原生色，是礦物顆粒呈色而并非為礦物顆粒間的物質(zhì)呈色，因此，具有d電子軌道的過渡金屬元素或可發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移的金屬元素可能為其致色原因，而其含量也會相對較高，如Abduriyim等[10]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自緬甸的紫色翡翠具有較高的Mn含量，陳秀英等[12]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自危地馬拉的紫色翡翠具有較高的Ti含量，這也說明天然紫色翡翠可能具有兩種不同的顏色成因類型，但具體的呈色機理仍有待于探討。對本研究的紫色樣品（編號P1-P7）和藍(lán)紫色樣品（編號B1-B8）的微量元素進行投點（圖3），可以明顯發(fā)現(xiàn)部分元素和樣品的顏色具有較好的相關(guān)關(guān)系。對于Mn元素的含量，紫色翡翠樣品（w(Mn O)=0.0035%～0.036%）明顯高于藍(lán)紫色翡翠樣品（w(Mn O)=0.0007%～0.0025%），對于Fe、Ti元素，藍(lán)紫色翡翠樣品的含量（w(Fe O)=0.039%～0.25%;w(Ti O2)=0.018%～0.17%）明顯高于紫色翡翠樣品（w(Fe O)=0.023%～0.067%;w(Ti O2)=0.006%～0.023%),Cr、V、Co、Ni等含量較低甚至沒有，且沒有明顯規(guī)律，說明紫色樣品可能與Mn致色有關(guān)，而藍(lán)紫色樣品可能由于Fe、Ti元素聯(lián)合致色，而這些元素的價態(tài)、致色的機理等需要進行進一步確定。2.3 X射線光電子能譜分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]緬甸淡紫色翡翠的顏色成因[J]. 吳曉,包振宇,康燕,韓孝朕,劉學(xué)良,瞿明毅. 激光與光電子學(xué)進展. 2019(07)
[2]緬甸翡翠化學(xué)成分的變化對其紅外光譜的影響[J]. 王亞軍,石斌,袁心強,裴磊,陳濤,謝小麗. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(08)
[3]緬甸翡翠紫外-可見-近紅外光譜的特征和意義[J]. 袁心強,亓利劍,杜廣鵬,陳曉燕. 寶石和寶石學(xué)雜志. 2003(04)
[4]紫色翡翠的特征及成色機理探討[J]. 歐陽秋眉. 寶石和寶石學(xué)雜志. 2001(01)
[5]硬玉的譜學(xué)研究[J]. 傅曉明. 礦產(chǎn)與地質(zhì). 1999(02)
[6]岫玉的穆斯鮑爾譜、電子順磁共振譜和紅外光譜特征[J]. 曹俊臣,闞學(xué)敏,溫桂蘭,許榮旗. 礦物學(xué)報. 1994(03)
博士論文
[1]貴州羅甸玉礦物巖石學(xué)特征及成因機理研究[D]. 楊林.成都理工大學(xué) 2013
本文編號：3276551
【文章來源】：礦物學(xué)報. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
圖1 兩種類型天然紫色翡翠
紅外吸收光譜測試結(jié)果表明（圖2），所有測試樣品在900～1200 cm-1范圍內(nèi)主要有3個吸收峰，1170、1070和960 cm-1，其中1070 cm-1的強度最強，是由Si O4四面體反對稱伸縮振動引起的；在600～900 cm-1，有860和733 cm-1吸收峰，是由Si O4四面體彎曲伸縮振動引起的，吸收較弱；在400～600 cm-1，主要為M1和M2配位體的振動吸收，金屬陽離子和O2-的振動，主要有587、536、481和438 cm-1等4個吸收峰，其中587 cm-1吸收最強[11]。2.2 LA-ICP-MS分析
選取紫色樣品和藍(lán)紫色樣品上顏色最深的硬玉顆粒進行LA-ICP-MS測試，其中編號P1-P7為紫色樣品，B1-B8為藍(lán)紫色樣品。LA-ICP-MS結(jié)果顯示，樣品的主要化學(xué)組成為Na2O、Al2O3、Si O2等，符合硬玉的主要化學(xué)組成，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。由于紫色翡翠顏色為原生色，是礦物顆粒呈色而并非為礦物顆粒間的物質(zhì)呈色，因此，具有d電子軌道的過渡金屬元素或可發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移的金屬元素可能為其致色原因，而其含量也會相對較高，如Abduriyim等[10]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自緬甸的紫色翡翠具有較高的Mn含量，陳秀英等[12]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自危地馬拉的紫色翡翠具有較高的Ti含量，這也說明天然紫色翡翠可能具有兩種不同的顏色成因類型，但具體的呈色機理仍有待于探討。對本研究的紫色樣品（編號P1-P7）和藍(lán)紫色樣品（編號B1-B8）的微量元素進行投點（圖3），可以明顯發(fā)現(xiàn)部分元素和樣品的顏色具有較好的相關(guān)關(guān)系。對于Mn元素的含量，紫色翡翠樣品（w(Mn O)=0.0035%～0.036%）明顯高于藍(lán)紫色翡翠樣品（w(Mn O)=0.0007%～0.0025%），對于Fe、Ti元素，藍(lán)紫色翡翠樣品的含量（w(Fe O)=0.039%～0.25%;w(Ti O2)=0.018%～0.17%）明顯高于紫色翡翠樣品（w(Fe O)=0.023%～0.067%;w(Ti O2)=0.006%～0.023%),Cr、V、Co、Ni等含量較低甚至沒有，且沒有明顯規(guī)律，說明紫色樣品可能與Mn致色有關(guān)，而藍(lán)紫色樣品可能由于Fe、Ti元素聯(lián)合致色，而這些元素的價態(tài)、致色的機理等需要進行進一步確定。2.3 X射線光電子能譜分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]緬甸淡紫色翡翠的顏色成因[J]. 吳曉,包振宇,康燕,韓孝朕,劉學(xué)良,瞿明毅. 激光與光電子學(xué)進展. 2019(07)
[2]緬甸翡翠化學(xué)成分的變化對其紅外光譜的影響[J]. 王亞軍,石斌,袁心強,裴磊,陳濤,謝小麗. 光譜學(xué)與光譜分析. 2015(08)
[3]緬甸翡翠紫外-可見-近紅外光譜的特征和意義[J]. 袁心強,亓利劍,杜廣鵬,陳曉燕. 寶石和寶石學(xué)雜志. 2003(04)
[4]紫色翡翠的特征及成色機理探討[J]. 歐陽秋眉. 寶石和寶石學(xué)雜志. 2001(01)
[5]硬玉的譜學(xué)研究[J]. 傅曉明. 礦產(chǎn)與地質(zhì). 1999(02)
[6]岫玉的穆斯鮑爾譜、電子順磁共振譜和紅外光譜特征[J]. 曹俊臣,闞學(xué)敏,溫桂蘭,許榮旗. 礦物學(xué)報. 1994(03)
博士論文
[1]貴州羅甸玉礦物巖石學(xué)特征及成因機理研究[D]. 楊林.成都理工大學(xué) 2013
本文編號：3276551
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