变色磷灰石的可见光光谱特征研究

来源：微量元素与健康研究 【在线投稿】栏目：期刊导读时间：2021-05-23

磷灰石是珠宝市场上常见的宝石品种,因颜色丰富而广受欢迎。变色磷灰石是稀有品种且价格高昂,该品种在D65光源(色温6 500K)下呈黄绿色,A光源(色温2 856K)下呈粉红色,其可见光光谱的谱学特征与变色成因未被详细研究。基于此,将一颗变色磷灰石晶体,沿其平行c轴和垂直c轴方向各切下一个薄片并双面平行抛光,分别测试其可见光光谱与微量元素。结果发现,其可见光光谱中谱峰较多:位于583和578nm处的吸收双峰强度最强,位于748和738nm处的吸收双峰强度中等,分别位于688和526nm处的吸收峰,强度较弱。还有一些非常微弱的吸收峰,分别位于514,483,473和443nm处。位于748和738nm处的吸收双峰与583和578nm处的吸收双峰共同造成了红橙光区的透射窗,583和578nm处的吸收双峰与526nm处的吸收峰共同造成了黄绿光区的透射窗。D65光源和A光源由于相对光谱功率分布不同,在不同透射窗的透过有所不同,导致变色磷灰石在不同光源下呈现出不同颜色。D65光源中黄绿光成分较多,透过黄绿光区透射窗的成分较多,D65光源下磷灰石呈黄绿色,A光源中红光成分较多,通过红橙光区透射窗的成分较多,A光源下磷灰石呈粉红色。因此,磷灰石的变色效应与位于748和738nm处的吸收双峰,位于583和578nm处的吸收双峰以及位于526nm处的吸收峰相关。根据微量元素数据与稀土元素的晶体场理论,这些吸收峰是由稀土元素钕(Nd)导致。根据不同晶体方向样品的可见光光谱特征,平行c轴方向变色效果更好,建议加工变色磷灰石晶体时宝石台面应尽量平行c轴。该研究结合微量元素与可见光光谱分析了变色磷灰石的变色成因,并为其加工切割方向提供了指导。