俄罗斯富钒型水热法合成祖母绿的紫外-可见-近红外光谱表征

• 作者: 杨燕菱 沈锡田 范玉蓉 黄伟志 裴景成
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 地球科学
• 关键词: 富钒型合成祖母绿 LA-ICP-MS UV-Vis-NIR光谱
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 页码范围: 1199-1203
• 页数: 5页
• 分类号: P575.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2022)04-1199-05

摘要

祖母绿为绿柱石族中铬(Cr)、钒(V)共同致色的宝石种,合成历史悠久,技术不断改进,新配方产品不时出现.近期市场上出现一种新型水热法合成祖母绿,颜色亮丽,外观可与哥伦比亚天然祖母绿媲美,经初步分析发现其为V致色合成祖母绿.为了探究其特征,运用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(L A-IC P-MS)、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计进行详细研究,旨在获得其化学成分中致色元素含量及UV-Vis-NIR吸收光谱特征,分析致色原因,并寻求与天然祖母绿的相区别的方法,为检测机构提供重要数据信息.化学成分研究表明,该合成祖母绿为纯V致色,具有富V贫铁(Fe)的特征,铜(Cu)在不同批次样品中,含量差别较大,而C r及其他致色元素含量大多低于检测限.作为对比的传统富Fe型水热法合成祖母绿样品,则具有高Cr高Fe的特征.此外,含有较高的镍(Ni)及微量钛(Ti),锰(Mn),Cu,而V含量则低于检测限.新型合成祖母绿的紫外-可见吸收光谱呈现典型的钒元素的吸收光谱特征,在紫区430 nm、橙红区617 nm处显示两个宽大的吸收带.此外在约390和680 nm附近分别有一肩峰,多数样品在756 nm处有一弱吸收峰.430 nm吸收带归属于V3+的d电子[3 T1g(3 F)→3 T1g(3 P)]自旋允许跃迁,617 nm吸收带归属于V3+的d电子的3 T1g(3 F)→3 T2g(3 F)自旋允许跃迁,756 nm吸收峰为Cu2+所致,该吸收光谱特征与传统富Fe型合成祖母绿明显不同.天然祖母绿大多具Fe3+,Fe2+及Cr3+的吸收光谱组合特征,较容易与该合成祖母绿区分;少数纯V致色天然祖母绿,虽然同样具有V元素特征的吸收峰,但由于同时具有在810～830 nm附近Fe2+的特征吸收带,也能与富V型合成祖母绿区别.近红外区,主要在1402,1467和1895 nm处显示I型水相关吸收峰,也可与天然祖母绿区别.紫外-可见-近红外光谱是鉴定天然祖母绿与合成祖母绿的一个有效手段,但要结合其他鉴定信息,如包裹体、分子振动光谱等,避免新合成配方祖母绿的出现而导致错误的鉴定结论.