黄绿色蓝晶石的宝石学特征及颜色成因研究

论文摘要

蓝晶石,为硅酸盐矿物,因宝石级蓝晶石较少见,多应用于化工领域,而宝石级蓝晶石中又以蓝色蓝晶石为主。自2001年报道了巴西产出的宝石级绿色蓝晶石后,肯尼亚、坦桑尼亚、印度等地也陆续有宝石级绿色蓝晶石的报道。本次研究的黄绿色蓝晶石样品据称分别产于尼泊尔和坦桑尼亚,颜色分别为浅黄绿色及深黄绿色,本文针对此两种绿色蓝晶石样品进行了常规宝石学测试、电子探针、X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱、显微拉曼光谱、傅里叶红外光谱仪、紫外可见光分光光度计、X射线光电子能谱等测试,对两种黄绿色蓝晶石的宝石学特征、化学成分、谱学特征和颜色成因进行了分析。两种黄绿色蓝晶石在原石外观、宝石学性质、包裹体组合方面均存在一些显著差异。在化学成分上,除了Si、O、Al外,黄绿色蓝晶石中均出现了大量的Fe,其中深黄绿色蓝晶石的Fe含量更高为1.211.51%,浅黄绿色蓝晶石的Fe含量为0.850.97%,两种绿色蓝晶石出现了Fe含量的分异。在红外及拉曼光谱上,两种绿色蓝晶石均符合标准蓝晶石光谱。深黄绿色蓝晶石在红外37003600cm-1出现了OH的吸收,而浅黄绿色无明显吸收,表明深黄绿色中OH更高。深黄绿色蓝晶石位于高频区的主要拉曼谱峰出现向高波数偏移的情况,推测是由于其中的Fe含量增多,蓝晶石晶体结构中Fe-O八面体增多,使得Si-O中非桥氧对称伸缩振动频率变化导致的。两种黄绿色蓝晶石的紫外-可见光光谱特征相似,有378nm、433nm、445nm的吸收峰以及以615nm为中心的吸收宽带,均归属于Fe3+的跃迁。通过X射线光电子能谱,证明了黄绿色蓝晶石中Fe只以Fe3+的形式存在。结合黄绿色蓝晶石的化学成分测试结果,综上说明Fe3+使得黄绿色蓝晶石呈色的原因。本文将蓝色及黄绿色蓝晶石样品一起进行了热处理实验,热处理后黄绿色蓝晶石的颜色无明显,蓝色蓝晶石的颜色变浅灰色调增加,说明高温氧化环境下不利于改善蓝色蓝晶石的颜色。由于压力及气氛条件的限制,今后可尝试将黄绿色蓝晶石置于高温高压还原条件下,探究黄绿色及蓝色蓝晶石的转化关系。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 引言
•   1.1 选题背景及研究意义
•   1.2 蓝晶石的研究现状
•     1.2.1 蓝晶石的矿物学及宝石学特征
•     1.2.2 蓝晶石的谱学研究
•     1.2.3 颜色成因研究
•     1.2.4 蓝晶石的产出和成因
•   1.3 研究方法和主要内容
•   1.4 论文工作量
• 第2章 黄绿色蓝晶石的宝石学特征
•   2.1 研究样品及其外观特征
•   2.2 绿色蓝晶石的基本宝石学特征
•     2.2.1 折射率
•     2.2.2 多色性
•     2.2.3 滤色镜下反应
•     2.2.4 吸收光谱
•     2.2.5 紫外荧光
•     2.2.6 相对密度
•     2.2.7 硬度
•   2.3 绿色蓝晶石的内部特征
•     2.3.1 镜下观察
•     2.3.2 矿物包裹体类型研究
•   2.4 小结
• 第3章 黄绿色蓝晶石晶体结构及化学成分
•   3.1 X射线粉晶衍射
•   3.2 X射线荧光光谱
•   3.3 电子探针
•   3.4 小结
• 第4章 黄绿色蓝晶石的谱学特征
•   4.1 红外光谱测试
•     4.1.1 反射法测试结果及分析
•     4.1.2 透射法测试结果及分析
•   4.2 拉曼光谱
•   4.3 小结
• 第5章 黄绿色蓝晶石的颜色成因分析
•   5.1 紫外可见吸收光谱
•   5.2 致色离子化合价态分析
•   5.3 颜色成因分析
•   5.4 热处理
•     5.4.1 热处理方法及条件
•     5.4.2 热处理结果及分析
•   5.5 小结
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈孝华

导师: 何雪梅

关键词: 黄绿色蓝晶石,宝石学特征,颜色成因,热处理

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P619.281

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000609

总页数: 66

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