硅硼镁铝石的谱学特征及致色机理分析

硅硼镁铝石是一种硼硅酸盐矿物,品质优良者可作宝石,属于稀有品种。本文利用红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外―可见光吸收光谱仪、电子顺磁共振波谱仪对宝石级绿蓝色硅硼镁铝石进行测试,分析其谱学特征与致色机理。结果表明,硅硼镁铝石样品红外光谱和拉曼光谱均显示出硼硅酸盐特征谱峰,红外光谱中1500~1300 cm-1范围内吸收峰由B-O伸缩振动引起,Si-O、Al-O伸缩振动与B-O弯曲振动导致1100~800 cm-1区域内出现吸收峰,575、429 cm-1与Fe-O伸缩振动有关;拉曼光谱中864、760 cm-1处拉曼峰分别归属于B-O伸缩、弯曲振动。紫外―可见光吸收光谱显示,样品的绿蓝色是由紫外区(200~400 nm)较窄吸收带和蓝色区与绿色区(440~560 nm)透过窗所致。274、390、446、457 nm处吸收峰分别归属于Fe3+中6A1→4A2(F)跃迁、6A1→4T2(4D)跃迁、6A1→A1(4G)+4E(4D)跃迁、6A1→4T2(4G)跃迁;560 nm可能由Fe2+→Fe3+电荷迁移引起。电子顺磁共振波谱显示Fe3+的特征信号。因此,绿蓝色硅硼镁铝石主要归因于Fe3+中d-d电子跃迁以及Fe2+→Fe3+的电荷转移。