许佳鸿：变色钙铁榴石的致色机理【Crystals】

发布时间：2024-03-07     发布：[珠宝学院]刘芳祎     阅读：0次

我院硕士生许佳鸿针对“变色钙铁榴石的致色机理”取得最新研究进展，研究成果发表至国际SCI“Crystals”。该成果在我院余晓艳教授指导下完成。

前人对于变色石榴石多有研究，但大部分都是铝系石榴石，变色钙系石榴石很少见。虽然变色钙铁榴石早在2000年就有过报道，但并没有关于变色钙铁榴石致色机理系统的研究。基于此，本文使用了传统的宝石学仪器、光谱学分析和化学成分分析来探究两颗变色钙铁榴石的宝石学特征和致色机理，这对丰富具有变色效应的宝石学数据库有重要意义，也可为变色石榴石的鉴定、合成和评估提供科学依据。宝石学特征如下：变色钙铁榴石在D65光中呈黄绿色-棕黄色，在A光中呈褐红色-棕红色；金刚光泽；透明；RI>1.78；比重3.8；查尔斯滤色镜下无反应；均具有丰富的包裹体。根据化学成分分析，与普通的钙铁榴石不同，变色钙铁榴石的Fe²⁺含量较高，其Cr和/或V（导致石榴石变色效应的常见元素）和Ce+Nd含量很低。结合UV-Vis-NIR，575nm附近的吸收宽带是由Fe²⁺的自旋禁阻跃迁（⁵E_g→³T_1g和⁵E_g→³E_1g）引起的，使得绿色（以525nm为中心）和红色（650nm以上）区域产生透射窗，所以Fe²⁺是颜色变化的主要原因。结合红外光谱中复杂结构水分子吸收峰（3631cm⁻¹，3610cm⁻¹，3580cm⁻¹，3561cm⁻¹），样品的UV-Vis-NIR光谱谱图趋势与纳米比亚的钙铁榴石类似（Cr含量非常低），和样品位于三相图中夕卡岩型范围内（三相图中Cr³⁺<0.25）；因此，样品可能在夕卡岩中产生。这对于搜寻更多的变色钙铁榴石以满足市场需求提供了科学依据。

全文获取：https://doi.org/10.3390/cryst14020180