黄绿色葡萄石的谱学特征及颜色成因

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作   者：

李灿;  陈江军;  王文杰;  殷科;  郑海蓉;  陆卓;  刘振东;  王一铭;  杨云淇;  韩文;  王朝文; 

作者机构：

国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司;  中国地质大学(武汉)珠宝学院;  青岛农业大学艺术与传媒学院;  湖北省地质局水文地质工程地质大队;  滇西应用技术大学珠宝学院;  中国地质大学（武汉）地球科学学院; 

关键词：

致色机理;  离子种类、价态;  配位状态; 

期刊名称：

光谱学与光谱分析

i s s n：

年卷期：

2024 年 009 期

页   码：

2538-2544

摘   要：

颜色是宝石重要的光学性质之一,也是影响宝石品质及价格的重要参数.黄绿色葡萄石作为一种常见的玉石品种,其结构、致色离子的种类、价态及配位的复杂性,导致前人关于其致色成因存在较大的争议.采用傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、紫外-可见光分光光谱(UV-Vis)、激光剥蚀-等离子体质谱(LA-ICPMS)及穆斯堡尔谱(M?ssbauer)等现代分析测试手段,对2个典型的黄绿色葡萄石样品(浅黄绿色样品LYG和深黄绿色样品DYG)的主要致色离子种类、价态及配位状态进行了深入研究,为黄绿色葡萄石的致色成因提供科学的解释.UV-Vis分析结果表明,样品LYG和样品DYG均出现明显的~425和~585nm处的吸收带,分别与Fe3+oct的电子跃迁和Fe2+ch-Fe3+oct的电荷转移有关.M?ssbauer超精细参数分析结果显示,样品LYG和样品DYG中Fe3+的IS均为0.34mm·s-1,QS值分别为0.22和0.35mm·s-1,均符合葡萄石八面体配位中Fe3+的特征.样品LYG(IS=1.08mm·s-1)和样品DYG(IS=1.07mm·s-1)的Fe2+具有相近的IS值,均符合八面体配位中Fe2+的特征.然而,样品DYG中Fe2+的QS值(QS=2.78mm·s-1)明显高于样品LYG(QS=1.12mm·s-1),说明前者结构中Fe2+处于畸变的八面体中.样品DYG结构中Fe的含量和Fe2+的比例(4.02wt%;11.88%)均高于样品LYG(3.55wt%;5.27%),表明黄绿色葡萄石的颜色可能与Fe的含量和Fe2+的比例有关.样品LYG和样品DYG中V的含量分别为633和1810μg·g-1,指示V可能对黄绿色葡萄石的颜色有贡献,但含量明显低于Fe,所以V对颜色的贡献远低于Fe3+和Fe2+.该研究不仅查明了黄绿色葡萄石的主要致色离子种类(Fe),而且确定了致色离子的价态(Fe3+和Fe2+)和配位状态(八面体配位),为黄绿色葡萄石颜色的定量研究提供了有益的基础素材.