高温高压合成翡翠的谱学特征初探

邢莹莹 何涌

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高温高压合成翡翠的谱学特征初探

    作者简介: 邢莹莹(1984-), 女, 博士研究生, 副教授, 主要从事宝石矿物学研究. E-mail:xingyy@gcu.edu.cn;
  • 基金项目: 国家自然科学基金 41272049

  • 中图分类号: O521.2

Preliminary Study of Spectral Characteristics of HTHP Synthetic Jadeite

  • CLC number: O521.2

  • 摘要: 通过电子探针、X射线粉晶衍射、傅里叶变化红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱对合成翡翠矿物谱学特征及呈色机理进行系统的测试与分析。研究结果显示,合成翡翠与天然翡翠外观、矿物成分、拉曼光谱及光致发光光谱表征基本一致,但红外吸收光谱、紫外光谱以及化学成分均出现较为明显的差异,具体表现为:较低的Fe含量导致可见光区域内437 nm吸收谱带缺失;由于微量元素的含量和形成环境差异,导致红外光谱表征中ν(M/Cr-O)和νas(M-OH)伸缩振动所致的红外吸收谱带表征出与天然翡翠较大的差异。
  • 图 1  合成翡翠(SJ-1)和天然翡翠样品(NJ-1)

    Figure 1.  Synthetic (SJ-1) and natural (NJ-1) jadeite samples

    图 2  合成翡翠(SJ-1)与天然翡翠(NJ-1)X射线粉晶衍射图

    Figure 2.  XRD spectra of synthetic (SJ-1) and natural (NJ-1) jadeite samples

    图 3  合成翡翠与天然翡翠红外光谱表征(2 000~400 cm-1)

    Figure 3.  FTIR spectra of synthetic and natural jadeite samples (2 000-400 cm-1)

    图 4  合成翡翠与天然翡翠红外光谱表征(4 000~2 000 cm-1)

    Figure 4.  FTIR spectra of synthetic and natural jadeite samples (4 000-2 000 cm-1)

    图 5  合成翡翠与天然翡翠激光拉曼光谱表征

    Figure 5.  Representation of Raman spectra of synthetic and natural jadeite samples

    图 6  合成翡翠与天然翡翠紫外-可见吸收光谱表征

    Figure 6.  Representation of UV-VIS spectra of synthetic and natural jadeite samples

    图 7  合成翡翠与天然翡翠光致发光光谱表征

    Figure 7.  Representation of PL spectra of synthetic and natural jadeite samples

    表 1  合成翡翠与天然翡翠样品的化学成分

    Table 1.  Chemical analyses of synthetic and natural jadeite samples

    (%)
    Sample Na2O Cr2O3 K2O MgO MnO CaO Al2O3 FeO TiO2 SiO2 Total
    NJ-1 13.721 0.073 0.052 0.370 0.012 0.962 22.467 1.870 0.092 59.951 99.570
    SJ-2-1 15.087 0.062 0.016 0.006 0.018 0.044 24.787 0.025 0 59.478 99.523
    SJ-2-2 13.847 0.064 0.028 0 0 0.063 23.826 0.015 0 62.353 100.196
    SJ-2-3 13.446 0.066 0.031 0.016 0 0.064 23.962 0 0 61.090 98.675
    SJ-2AVE 14.130 0.064 0.025 0.007 0.006 0.057 24.190 0.013 0 60.970
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    表 2  合成翡翠与天然翡翠的红外吸收光谱特征与归属

    Table 2.  Representation and attribution of FTIR of synthetic and natural jadeite samples

    Sample No. Spectral peak/cm-1 Adscription
    SJ-1 3 612,3 470,3 373
    1 089,1154
    1 054,999,919,846
    746,665
    598
    534,491,436,396
    νas(M—OH)
    νas(Si—O—Si)
    νas(O—Si—O)
    νs(Si—O—Si)
    δ(Si—O)
    ν(M/Cr—O)
    NJ-1 3 614,3 541,3 461,3 397,3 325,3 228,3 181
    1 077,1 164
    959,856
    745,665
    582
    529,467,435,399,363
    νas(M—OH)
    νas(Si—O—Si)
    νas(O—Si—O)
    νs(Si—O—Si)
    δ(Si—O)
    ν(M/Cr, Fe—O)
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-23
  • 录用日期:  2018-05-25
  • 刊出日期:  2018-12-25

高温高压合成翡翠的谱学特征初探

    作者简介:邢莹莹(1984-), 女, 博士研究生, 副教授, 主要从事宝石矿物学研究. E-mail:xingyy@gcu.edu.cn
  • 1. 华南理工大学广州学院珠宝学院, 广东 广州 510800
  • 2. 中国地质大学(武汉)材料与化学学院, 湖北 武汉 430074
基金项目:  国家自然科学基金 41272049

摘要: 通过电子探针、X射线粉晶衍射、傅里叶变化红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱对合成翡翠矿物谱学特征及呈色机理进行系统的测试与分析。研究结果显示,合成翡翠与天然翡翠外观、矿物成分、拉曼光谱及光致发光光谱表征基本一致,但红外吸收光谱、紫外光谱以及化学成分均出现较为明显的差异,具体表现为:较低的Fe含量导致可见光区域内437 nm吸收谱带缺失;由于微量元素的含量和形成环境差异,导致红外光谱表征中ν(M/Cr-O)和νas(M-OH)伸缩振动所致的红外吸收谱带表征出与天然翡翠较大的差异。

English Abstract

  • 翡翠是主要由硬玉或由硬玉及其他钠质(钠铬辉石)或钠钙质辉石(绿辉石)组成的具工艺价值的矿物集合体,可含少量角闪石、钠长石、铬铁矿等矿物。翡翠作为“玉石之王”,一直以来以其色彩艳丽、质地细腻、品味高雅等特性深受人们喜爱,成为珠宝市场的重要玉石品种。

    目前,具有商业开采价值的翡翠原生矿主要产自缅甸西北部帕敢地区,对于缅甸翡翠成因问题仍然众说纷纭,归纳起来主要有4种:岩浆成因、变质成因、交代成因和新岩浆成因,但争议的焦点主要集中在是岩浆成因还是变质成因的问题上。20世纪中叶以后,随着新产地不断发现,矿物学家认为天然翡翠系中低温、超高压下的产物。美国的贝尔(Ball)和罗赛布姆(Roseboom)于1969年曾用实验方法研究出了形成硬玉的温度-压力关系曲线,发现形成硬玉温度的下限约为400 ℃,压力约1.8 GPa。温度越高,要求压力越大,才能形成硬玉,并且在较大的温度区间内均能形成硬玉,人工合成翡翠便是模拟这种条件开展研究工作。1985年,美国通用电气公司(GE)宣布人工合成翡翠实验成功。方法是用粉末状钠、铝和二氧化硅加热至2 700 ℃高温熔融,然后将熔融体冷却,固结成一种玻璃状物体,再磨碎,置于制造人造钻石的高压炉中加热,压力最高达1 GPa。为了获得各种颜色的翡翠,可以加进一些“染料”,例如加少量铬便成绿色,加多些铬就成黑色,加少量锰可以得到紫色等。这种在高压下加热结晶的产物,即为人造翡翠,其颜色外表均匀与天然翡翠极为相似,可制造出的最大翡翠玉块直径为1.25 cm,厚为0.3 cm[1]

    2005年,GE公司申请合成翡翠专利,该合成翡翠颜色翠绿,透明度高,结晶度好,可与自然界中少见的高档翡翠相媲美,且肉眼几乎分辨不出其与天然翡翠的差别。GE合成翡翠的出现具有重要的科学及社会意义,不但为宝石学领域提供新的研究方向,也为我国合成翡翠的研究提出新的要求。本研究采用电子探针、X射线粉晶衍射、傅里叶变换红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光吸收光谱和光致发光谱对合成翡翠进行系统的测试与分析,旨在探讨其矿物谱学特征及呈色机理,为鉴定与后续研究提供科学理论依据。

    • 选取GE公司合成翡翠SJ-1及天然翡翠NJ-1为实验样品(图 1)。常规宝石学测试结果显示,合成翡翠外观呈椭圆形弧面、正绿色、微透明-半透明,结构细腻,玻璃光泽。样品折射率、密度、可见光吸收光谱等数据与天然翡翠相同,即折射率为1.66,比重为3.33,长波紫外灯LWUV下呈弱白色,短波紫外灯SWUV下呈弱、中等强度的绿色,且样品呈现透明状。

      图  1  合成翡翠(SJ-1)和天然翡翠样品(NJ-1)

      Figure 1.  Synthetic (SJ-1) and natural (NJ-1) jadeite samples

    • 电子探针:采用中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室中JXA8100型电子探针测试,加速电压15 kV,束流200 nA,束斑2 μm。定量分析精度:含量(质量分数)>5%时好于1%,含量1%~5%时好于5%。

      X射线粉晶衍射:采用同济大学材料分析测试中心布鲁克D8型X射线粉晶衍射仪,测量样品的矿物成分。测试条件:管电压40 kV,管电流40 mA,Cu Kα靶,DS=SS=1°,RS=0.3,扫描范围0°~70°,扫描时间约30 min。

      傅里叶变换红外光谱测试(FTIR)。反射法,仪器型号Nicolet 550型(Nicolet公司),测试样品的红外吸收光谱,测试条件:分辨率为4,扫描范围为400~2 000 cm-1,扫描次数为32。透射法,仪器型号Nicolet 550型(Nicolet公司),测试样品的红外吸收光谱,测试条件:分辨率为4,扫描范围为4 000~2 000 cm-1,扫描次数为32。图谱均采用OPUS 5.5软件进行处理,采用自动基线校正,并且用9点的平滑点数处理图谱,然后对图谱进行拟合处理,求出其准确的峰位。

      拉曼光谱测试采用Thermo Scientific DXR型显微激光拉曼光谱仪。测试条件:532 nm(Ar离子激光器),输出功率为25 mW,样品表面功率约为3.4 mW,扫描次数20,扫描范围2 000~0 cm-1,选取样品无明显杂质矿物处进行测试。

      紫外-可见光吸收光谱测试采用广州标旗电子科技有限公司GEM-3000紫外-可见光分光光度计。测试条件为:波段范围为250~1 000 nm,积分时间100 ms,平均次数为20次,平滑宽度为1,触发阙值为1 000。

      光致发光光谱采用广州标旗电子科技有限公司PL-3000型光谱仪在室温下测得, 测量时所用激发光的波长为405 nm,扫描范围为400~1 000 nm。

    • 经EPMA-JXA8100型电子探针测定,合成翡翠样品的主要化学成分SiO2平均含量为60.97%(质量分数), Al2O3为24.19%, Na2O为14.13%;并含有微量的杂质元素,其中Cr2O3为0.064%, K2O为0.025%, CaO为0.057%,见表 1。与天然翡翠相比,GE合成翡翠的化学成分以贫Fe为特征, 且Ca、Mg明显偏低[2-3]

      (%)
      Sample Na2O Cr2O3 K2O MgO MnO CaO Al2O3 FeO TiO2 SiO2 Total
      NJ-1 13.721 0.073 0.052 0.370 0.012 0.962 22.467 1.870 0.092 59.951 99.570
      SJ-2-1 15.087 0.062 0.016 0.006 0.018 0.044 24.787 0.025 0 59.478 99.523
      SJ-2-2 13.847 0.064 0.028 0 0 0.063 23.826 0.015 0 62.353 100.196
      SJ-2-3 13.446 0.066 0.031 0.016 0 0.064 23.962 0 0 61.090 98.675
      SJ-2AVE 14.130 0.064 0.025 0.007 0.006 0.057 24.190 0.013 0 60.970

      表 1  合成翡翠与天然翡翠样品的化学成分

      Table 1.  Chemical analyses of synthetic and natural jadeite samples

      硬玉矿物XRD特征衍射峰表征为晶面间距d=0.429 nm(2θ=20.6°)、d=0.292 nm(2θ=30.46°)、d=0.284 nm(2θ=31.47°)、d=0.249 nm(2θ=35.92°)以及d=0.242 nm(2θ=37.02°)。图 2为合成翡翠(SJ-1)与天然翡翠(NJ-1)X射线粉晶衍射图。由图 2可知,GE合成翡翠与天然翡翠的XRD谱峰较为一致,主要矿物成分均为硬玉。此外,天然翡翠中含有较多的杂质矿物,如钠长石、方沸石、角闪石等,但GE合成翡翠表征为相对较窄且尖锐的硬玉粉晶衍射峰,且无明显杂相。通过对比,GE合成翡翠主要组成矿物为较为纯净的硬玉,且具有较好的结晶度[4]

      图  2  合成翡翠(SJ-1)与天然翡翠(NJ-1)X射线粉晶衍射图

      Figure 2.  XRD spectra of synthetic (SJ-1) and natural (NJ-1) jadeite samples

    • 采用OPUS 5.5对合成翡翠在2 000~400 cm-1、4 000~2 600 cm-1范围内的红外吸收光谱进行拟合处理,得到准确的谱峰波数,拟合处理残差为0.01。

      反射法测量合成翡翠与天然翡翠的红外吸收光谱见图 3,测试波数范围为2 000~400 cm-1。合成翡翠与天然翡翠的红外吸收光谱特征与归属见表 2,表中νas为不对称伸缩振动,νs为对称伸缩振动,β为面内弯曲振动,γ为面外弯曲振动,δ为变形振动,δs为对称变形振动。测试结果显示,合成翡翠与天然翡翠谱形基本一致,各吸收峰所处位置基本一致,但未表征合成过程中各种添加剂的红外光谱,其吸收峰更加尖锐,强度更大,结晶程度更好,与XRD的分析结果基本相符。

      图  3  合成翡翠与天然翡翠红外光谱表征(2 000~400 cm-1)

      Figure 3.  FTIR spectra of synthetic and natural jadeite samples (2 000-400 cm-1)

      Sample No. Spectral peak/cm-1 Adscription
      SJ-1 3 612,3 470,3 373
      1 089,1154
      1 054,999,919,846
      746,665
      598
      534,491,436,396
      νas(M—OH)
      νas(Si—O—Si)
      νas(O—Si—O)
      νs(Si—O—Si)
      δ(Si—O)
      ν(M/Cr—O)
      NJ-1 3 614,3 541,3 461,3 397,3 325,3 228,3 181
      1 077,1 164
      959,856
      745,665
      582
      529,467,435,399,363
      νas(M—OH)
      νas(Si—O—Si)
      νas(O—Si—O)
      νs(Si—O—Si)
      δ(Si—O)
      ν(M/Cr, Fe—O)

      表 2  合成翡翠与天然翡翠的红外吸收光谱特征与归属

      Table 2.  Representation and attribution of FTIR of synthetic and natural jadeite samples

      如果在等结构系列矿物的阳离子上发生类质同象置换时,红外光谱的变化一般只是表现为相应谱带的位移而不改变整个光谱的结构,随着置换离子质量的增大,吸收频率移向低频,反之则向高频移动[5]。合成翡翠中1 089 cm-1处吸收强谱带、1 154 cm-1处弱吸收肩峰由νas(Si—O—Si)反对称伸缩振动致红外吸收强谱带,而天然翡翠中由于Ca、Mg等杂质元素含量相对较高,其不等量替代Al易导致νas(Si—O—Si)反对称伸缩振动致红外吸收谱带漂移,表征为1 077 cm-1吸收强谱带和1 164 cm-1吸收肩峰。此外,合成翡翠中由1 054、999、919和846 cm-1组成的一组红外吸收谱带为νas(O—Si—O)反对称伸缩振动所致,而天然翡翠中νas(O—Si—O)反对称伸缩振动所致的红外吸收谱带表征为959和856 cm-1处吸收弱峰。由νs(Si—O—Si)对称伸缩振动致红外吸收谱带于合成翡翠与天然翡翠中吻合较好,均表征为746和665 cm-1处吸收弱峰。天然翡翠中由δ(Si —O)弯曲振动致红外吸收中强谱带出现于582 cm-1处,而合成翡翠中稍有漂移,表征为598 cm-1处吸收强谱带。合成翡翠中540~300 cm-1的红外吸收谱带属ν(M/Cr—O)伸缩振动所致, 与天然翡翠中ν(M/Cr, Fe—O)伸缩振动致红外吸收谱带特征存在一定的差异。

      透射法测得波数范围4 000~2 000 cm-1的红外吸收光谱见图 4。合成翡翠与天然翡翠中普遍存在结构水,与之相关的红外吸收谱带主要集中于3 700~3 100 cm-1波数范围内,但峰位表征稍许漂移且峰形存在较大差异。硬玉晶粒中结构水的赋存状态应为H与M、M位的阳离子结合,即与Ca、Fe和Mg元素相关。Zheng等[6]根据电子探针分析结果发现,合成翡翠表征为相对含量较少的Ca、Fe和Mg,这也在一定程度上影响其结构水含量,进而在红外谱峰中具有一定的表征。合成翡翠中νas(M—OH)伸缩振动所致的谱峰3 612、3 470和3 373 cm-1表征强度较强、尖锐且半波宽较窄,而天然翡翠此处的谱峰较为宽缓,主要表征为3 570~3 520 cm-1波数范围内的强吸收谱带、3 340~3 310 cm-1较弱吸收谱带和3 230~3 140 cm-1宽吸收谱带3个区域,以3 541、3 325 cm-1吸收强谱带以及一系列强度较弱的吸收峰为主要特征。

      图  4  合成翡翠与天然翡翠红外光谱表征(4 000~2 000 cm-1)

      Figure 4.  FTIR spectra of synthetic and natural jadeite samples (4 000-2 000 cm-1)

    • 拉曼光谱可以用来无损鉴别矿物种属,图 5为合成翡翠与天然翡翠激光拉曼光谱表征。可以看出,天然翡翠与合成翡翠的拉曼谱峰表征基本一致,谱峰清晰尖锐,结晶度较好。合成翡翠链状硅氧骨干中, Si—O键主要以两种基本形式存在, 即非桥氧(Si—Onb)和桥氧(Si—Obr)。在合成翡翠的拉曼光谱中, [Si2O6]4-基团中ν(Si—Onb)伸缩振动致拉曼谱峰主要出现在1 041 cm-1和990 cm-1处,δs(Si—O—Si)弯曲振动所致的拉曼谱峰位于703 cm-1,378 cm-1处吸收强度较强的吸收尖峰由δas(Si—O—Si)不对称弯曲振动所致,378、205 cm-1处较强的吸收尖峰分别归属δs(Si—O)弯曲振动和δs(Si—O—Si)弯曲振动[7]

      图  5  合成翡翠与天然翡翠激光拉曼光谱表征

      Figure 5.  Representation of Raman spectra of synthetic and natural jadeite samples

    • 晶体场理论是研究宝石中过渡金属离子致色机理的一种重要的理论,其研究的对象是处于宝石晶体结构中的过渡金属离子。将晶体当成一种正负离子间的静电作用,将带有正电荷的阳离子称为中心离子,把带有负电荷的阴离子和络阴离子统称为配位离子,简称配位体。晶体场理论与其他理论的区别在于,把配位体处理为一个点电荷,点电荷作用的实质是产生静电势场力,这种静电势电场又被称为晶体场。一般而言,只有未被d电子充满的构型,才能产生能级分裂,如Cr3+

      合成翡翠与天然翡翠紫外-可见吸收光谱表征见图 6,测试结果表明,合成翡翠在可见光区域内主要表征为246、447和633 nm处宽缓的吸收谱带,Cr3+中3d3电子组态导出的自由离子谱项为基谱项4F,激发谱项4P2G2D等,其中基谱项4F可分裂为4A2, 4T24T1 3个能级,d电子在4A24T24A24T1之间跃迁分别产生633和447 nm吸收谱带,并分别吸收1.97和2.79 eV的能量, 未被吸收的残余能量组合成合成翡翠的颜色。合成翡翠与天然翡翠在可见光区域内的吸收谱带较为一致,但是天然翡翠中普遍存在Fe3+以类质同象形式替代Al3+的现象,且在可见光蓝紫区内出现由Fe3+外层d电子6A14E+4A1(4G)跃迁而导致的437 nm吸收峰,此现象在合成翡翠中未出现[8]

      图  6  合成翡翠与天然翡翠紫外-可见吸收光谱表征

      Figure 6.  Representation of UV-VIS spectra of synthetic and natural jadeite samples

    • 合成翡翠与天然翡翠光致发光光谱表征见图 7,二者谱峰位置较为一致,均在693、751和804 nm处有3个特征吸收峰,且峰位较为稳定,可视为翡翠的重要鉴别依据。紫外可见吸收光谱显示,天然与合成翡翠中均存在Cr3+,Cr3+以等价类质同象的方式替代晶体结构中的Al3+, 由于离子半径及电负性等的差异, 导致Cr3+出现轨道分裂,Cr3+中3d3电子组态导出的自由离子谱项为基谱项4F,激发谱项4P2G2D2E等,其中基谱项4F可分裂为4A2, 4T24T1 3个能级。当用高能电子或激光照射时, 都能产生2E4A2跃迁, 即产生693 nm的发射峰,与紫外-可见光谱中691 nm的吸收峰对应[9-10]

      图  7  合成翡翠与天然翡翠光致发光光谱表征

      Figure 7.  Representation of PL spectra of synthetic and natural jadeite samples

    • 世界上已知的翡翠矿床仅发现于缅甸、日本、美国、俄罗斯、哈萨克斯坦以及危地马拉6个国家,其中具有商业开采价值的翡翠原生矿主要集中于缅甸西北部帕敢(Parkhan)地区硬玉岩带(包括Longkin和Tawmaw)。对于硬玉岩的成因类型众说纷纭,Harlow等[11]提出的流体交代成因说认为硬玉岩中具韵律环带的硬玉显示了含水流体的结晶作用, 在共生矿物组合中无石英时,硬玉岩可在高温(200~400 ℃)、压力大于0.5 GPa的条件下形成;施光海等[12]采用激光拉曼光谱仪对缅甸帕敢地区硬玉岩中多相流体包裹体进行了测试与分析,结果显示其多相流体包裹体中气相和液相的成分为H2O+CH4,固相部分成分为硬玉,推断该地区硬玉岩形成于含H2O+CH4的熔体中,形成硬玉岩的岩浆为相当于含水的硬玉质硅酸盐熔融体,可能来源于地幔; 丘志力等[13]通过硬玉岩的脉状产状、硬玉岩中锆石轻稀土(LREE)亏损且重稀土(HREE)富集等特征,推断该硬玉岩是在流体存在情况下的交代产物,与大洋板块俯冲过程中的流体作用有关。翡翠的形成是一个多阶段且复杂的形成及演化过程,即硬玉岩的形成阶段(成岩)和动力变质作用引起的改造阶段(包括成玉、角闪石化阶段)以及塑性变形。但无论是岩浆成因还是交代成因,硬玉岩都是产于俯冲带内由硬玉矿物构成的低温高压带集合体,硬玉岩的形成与板块碰撞折返以及流体活动密切相关。在板块碰撞折返过程中,超基性岩石还可能会发生蛇纹岩化和异剥钙榴岩化,导致产生富钠的流体,这种富钠流体既可参与硬玉岩的形成,又可以与硬玉岩发生交代反应[14]

      GE公司高温高压合成翡翠通常是将粉末状的钠、铝化合物以及二氧化硅在270 ℃高温煅烧使其完全熔融,而后随炉冷却,凝固形成一种玻璃状物体。再将玻璃体研磨成粉末,并置于高温高压的压机装置中锻烧压制而得GE合成翡翠。通过加入少量的致色离子可获得各种颜色的合成翡翠,少量铬离子呈绿色,过多铬离子呈黑色,少量锰离子可得到紫色等。

      合成翡翠一般都是在高温超高压(≥2 000 ℃、≥1 GPa)的环境中形成,这与天然翡翠的成因密切相关。天然翡翠均是在高温超高压(200~400 ℃、≥0.5 GPa)的条件下形成,且缅甸北部密支那河流流域矿床中广泛地分布着蓝闪石片岩、阳起石片岩和绿泥石片岩,这些矿物均是高温超高压变质相的代表矿物,而硬玉生长于这个区域的现象也说明了硬玉是在高温超高压环境中形成的。合成翡翠的生长环境从另一个角度证实了天然翡翠只能形成于高温超高压的环境中[15-16]

    • 对合成翡翠化学成分、矿物成分及光谱表征做了分析,并与天然翡翠进行了对比。

      (1) 合成翡翠与天然翡翠外观基本一致,矿物成分、拉曼光谱表征和光致发光光谱表征都未见明显差异,主要为红外光谱、PL光谱谱峰强度以及化学成分上表征不同。

      (2) 合成翡翠的化学成分以Na、Al、Si为主,且以贫Fe为特征, Ca、Mg含量明显偏低。较低的Fe含量导致其中无法出现Fe3+以类质同象形式替代Al3+的现象,进而导致合成翡翠在可见光区域范围内缺失437 nm吸收谱带。

      (3) 合成翡翠指纹区红外吸收光谱与天然翡翠存在一定的差异,表征为1 082、598和491 cm-1三个特征吸收谱带,且ν(M/Cr—O)伸缩振动所致的540~300 cm-1范围内的红外吸收谱带表征出与天然翡翠较大的差异。

      (4) 合成翡翠中普遍存在结构水,νas(M—OH)伸缩振动所致的一组吸收强谱带出现在3 612、3 470和3 373 cm-1处,但谱峰位置及谱形均与天然翡翠表征出较大差异。

参考文献 (16)

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