朱美霖：石榴石-解锁橙色石榴石的鉴别密码与呈色奥秘【Spectrochim. Acta, Part A，2025】

发布时间：2025-12-18     发布：[珠宝学院]刘芳祎     阅读：31次

橙色石榴石是受欢迎的珠宝材料，主要有锰铝榴石和钙铝榴石两类，其颜色相近，传统肉眼难以准确区分。目前相关研究多集中于地质成因与产地，尚缺乏颜色参数与光谱技术的有效结合，呈色机制也尚未完全明确，亟需建立快速、无损的鉴定方法，并厘清过渡金属元素对颜色的影响机制。

针对以上问题，中国地质大学（北京）珠宝学院朱美霖博士生在郭颖教授指导下，开展了系统研究，该研究融合比色法与光谱技术，通过关联颜色参数、光谱特征与化学成分，建立了橙色石榴石无损鉴定体系。论文主要成果如下：

两类石榴石的彩度和色调角主要由色坐标b^*控制，相关系数达0.98。颜色差异主要受铁、锰元素影响：高铁钙铝榴石呈深橙色且明度低，多形成于高压环境；高锰锰铝榴石则为浅橙色、明度高，多与低压环境相关。铁元素对颜色参数的影响显著高于锰元素。红外光谱在物种鉴别中具有关键作用。800-1100cm^-1范围内，锰铝榴石的A峰位于973±4cm^-1，钙铝榴石A峰位于949±4cm^-1，且峰位与轴单位呈负相关；C、D峰间距及500-800 cm^-1区间E峰的振动振幅也可有效区分二者。此外，MnO含量升高会使锰铝榴石谱峰低频移动，钙铝榴石中Al/(Fe+Al)比值增加则会使特征峰向高频移动。紫外-可见光谱进一步揭示呈色机理：锰铝榴石的颜色主要由Mn²⁺在460nm和480nm的d-d跃迁形成底色，Fe离子通过电荷转移向红色调偏移；钙铝榴石则主要由Fe²⁺和Fe³⁺主导，437nm、462nm等吸收峰对应其能级跃迁与电荷转移，Fe含量增加会增强462nm吸收，推动颜色由黄向橙转变。本研究不仅提供了可靠的鉴别依据，也深化了对石榴石呈色机制的认识，为珠宝鉴定、资源评估及地质成因研究提供了重要支撑。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.saa.2025.126461