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1.
福建明溪蓝宝石的谱学特征及颜色成因 总被引：6，自引：2，他引：4
采用颜色测量、紫外-可见光谱、红外光谱等方法对福建明溪蓝宝石进行的研究表明,明溪蓝宝石颜色蓝中带黄,二色性强。紫外-可见吸收光谱中377,388和451nm吸收带较强。这些吸收带是Fe3 的d－d和Fe3 —Fe3 ,交换相合离子间的电子跃迁引起的。810nm带存在于各色蓝宝石中,强度变化较大,有时伴随有510nm吸收带。它是由Fe2 —Fe3 电荷转移形成的。570nm吸收带只出现在蓝色或绿色的蓝宝石中。结合蓝宝石红外33loom－‘吸收带与宝石颜色之间的关系,笔者将570nm吸收带归属于H、Fe、Ti构成的致色缺陷团。这一研究结果对蓝宝石呈色机理的进一步研究和宝石的合成等具有重要意义。 相似文献
2.
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对掺Fe和(或)Cd的闪锌矿型Zn S的电子结构进行了计算。计算结果表明,纯闪锌矿的禁带宽度为2.85 e V;掺Fe浓度为3.125%的闪锌矿禁带宽度为2.58 e V,且Fe的3d和S的3p轨道杂化在禁带中引入了两条杂质能级;随着掺Fe量的增加,杂质能级的宽度和峰高也随之增大;掺Cd闪锌矿的禁带宽度为2.68 e V,并在下价带底引入一条杂质能级;Fe/Cd共掺杂的闪锌矿禁带宽度为2.49 e V,在禁带中出现的两条施主杂质能级可提高闪锌矿的可见光响应及催化能力。计算结果为深入探讨天然闪锌矿的可见光催化机制提供了理论支持。 相似文献
3.
阎庚舜 《吉林大学学报(地球科学版)》1981,(2)
1.跃迁选律 能级图给出了过渡金属离子在对称性势场中处于各种不同组态时的能量时次序。当矿物中过渡金属离子的电子吸收电磁波而从一个能级较低的轨道跃迁到另一个能级较高的轨道时,必引起离子组态的变化。例如,在硅铁钡矿(BaFeSi_4O_(10))的FeO_4基团中,Fe~(2 )离子的基态是~5A_(1g)(a~2_(1g)e~2_gb_(2g)b_(1g)),当其吸收某种频率的电磁波使处于a_(1g)轨道上的1个电子跃迁到e_g轨道上时,Fe~(2 )离子的组态便相应地变 相似文献
4.
叶蜡石、高岭石和迪开石的吸收光谱研究 总被引：3，自引：0，他引：3
对不同地区叶蜡石、高岭石、迪开石的吸收光谱测量及其高斯谱拟合说明，三各矿物的吸收光谱均由一个吸收边和三个吸收峰叠加而成。主吸收峰在562nm左右，峰高以迪开石为最大，高岭石次之，叶蜡石最低。同一地区不同颜色的叶蜡石，其主吸收峰位置随铁含量的增加向短波方向移动，相对峰高也随之增大。叶蜡石的颜色主要取决于主吸收峰的位置、高度和吸收边位置。可以认为，此吸收边为Fe^3 →O^2-荷移谱的低能拖尾部分，吸收峰则为铁离子的晶场谱带或晶场谱与Fe^2 →Fe^3 荷移的叠加。 相似文献
5.
山东蓝宝石颜色深暗,与其主要致色元素有着直接关系.对其化学成分进行分析认为:Cr2O3是红色、橙黄色、黄色的主要致色因素.而w(TiO2)低,w(TFeO)高,尤其是Fe3 大于全铁的90%,TFeO/TiO2比值大是山东蓝宝石颜色深暗的主要原因.对其紫外-可见光-近红外吸收光谱进行分析,进一步得出Cr3 离子的d-d电子跃迁、成对Fe3 离子、单Fe3 离子的d-d电子跃迁、Fe2 -Ti4 之间的电荷转移、Fe2 Fe3 之间的电荷转移等是山东蓝宝石致色的本质.代表绝大多数山东蓝宝石颜色的深蓝色蓝宝石,缺失紫外-可见光-近红外吸收光谱的575～711nm吸收带,即缺少Fe2 -Ti4 之间的电荷转移.因此,针对性地选择w(TiO2)高的蓝宝石进行改善,或是设法加入TiO2、减少Fe3 含量、在还原条件下改变其TFeO/TiO2的比值,应是目前山东蓝宝石改色的关键. 相似文献
6.
采用X射线荧光光谱、X射线衍射图谱、紫外可见光吸收光谱等分析方法,对鄂西贡水砚石进行成分、结构的表征,用贮墨实验表征砚石的性能,对砚石开发进行可行性分析。结果表明,鄂西贡水砚石主要矿物成分为白云石、方解石、水云母以及石英。可见光谱吸收峰位于378 nm、437 nm和540 nm附近,分别为Fe3+由6A1g基态到4A1g或4Eg的跃迁、氧八面体中Fe3+的电子跃迁吸收及氧八面体中Fe2+的自旋禁戒跃迁所致。光学显微镜下矿物排列致密,孔隙度极小,多在0.01 mm以下,砚峰密度0.6~0.7个/μm2,砚石类型属于中锋砚石。不同条件下贮墨时长1.3~60.0 h。为鄂西砚石的开发提供科学依据。 相似文献
7.
石榴子石是变质岩和岩浆岩中一种常见的硅酸盐矿物，其类质同象非常普遍。已有资料表明，不同成分的石榴子石的颜色颇为不同，但石榴子石的成分和颜色之间相互关系尚未进行系统研究和总结。本文应用电子探针、电感耦合等离子体质谱、X射线粉晶衍射、拉曼光谱、红外光谱和紫外可见吸收光谱等手段对常见的红色（G1）、橙色（G2）、绿色（G3）和褐红色（G4）石榴石进行了系统测试，旨在揭示石榴子石成分、结构和颜色的内在关系和变异规律，以期为不同地质体中产出的石榴子石矿物学特征的总结及地质应用提供依据。研究结果表明，G1、G4样品含有较多Fe元素（Fe3+：0.24%、0.24%；Fe2+：1.01%、0.89%）；G2样品含有较高的Mn元素（2.76%）；G3样品含有很高的Cr、V元素（3453×10-6、1458×10-6）。类质同象对石榴石的晶体结构产生影响，晶胞参数有较大差别，分别是a=11.530nm（G1）、11.563nm（G2）、11.849nm（G3）和11.470nm（G4）。石榴石中的微量元素和稀土元素对于示踪物源及形成过程具有很强的指示意义。石榴石中的稀土元素总量分布不均匀，LREE/HREE比值小于1，表现为重稀土元素富集，Eu/Eu*比值小于1，为Eu负异常。所有样品的Ce异常均不明显。石榴石样品的拉曼光谱呈现出峰强和峰位的明显差异也反映了类质同象的存在：G1、G4在570nm处出现Fe3+电子跃迁吸收峰；G2在460nm和520nm附近出现Mn2+电子跃迁吸收峰；G3在690nm处出现Cr3+电子跃迁吸收峰。紫外可见吸收光谱特征显示，红色和褐红色样品出现在570nm处的Fe3+电子跃迁吸收峰，与其成分中含有大量Fe有关；橙色样品于460nm和520nm附近的特征吸收峰归属于Mn2+，对应其主要成分中大量的Mn；绿色样品690nm处出现强的吸收峰，由Cr3+跃迁产生，是微量元素Cr的存在所致。研究结果表明，石榴石的颜色与其成分和结构具有良好的对应关系。 相似文献
8.
本文首先详细研究了含Mn2 和Fe3 的致色矿物菱锰矿、鲕状赤铁矿、云母赤铁矿和镜铁矿的可见光吸收光谱及其一阶导数谱,鲕状赤铁矿、云母赤铁矿和镜铁矿的可见光吸收一阶导数谱的红光区的吸收谷的位置的变化表明随赤铁矿结晶度的降低,吸收谷由586.4nm移至577.4nm,而菱锰矿展示出了Mn2 的因电子跃迁产生的四个典型吸收及其一阶导数谱上577nm的吸收谷的强度比赤铁矿相应谷的强度低一个数量级,表明其电子跃迁的致色机理与赤铁矿的染色机理完全不同。依据赤铁矿的结晶度和鲕状赤铁矿与大洋红层中赤铁矿的沉积成因相似的原则遴选出鲕状赤铁矿为含Fe3 致色矿物,依据菱锰矿是和方解石具有相似结构且为红色的原则选取菱锰矿为含锰致色矿物,并佐以化学纯氧化镁为基体配制了一系列的含菱锰矿、鲕状赤铁矿和菱锰矿及鲕状赤铁矿的两相或三相混合物。详细研究了三类混合物的可见光吸收光谱的一阶导数谱,发现含菱锰矿和含鲕状赤铁矿在573nm附近均存在一吸收谷,鲕状赤铁矿的重量分数低至0.05%时仍可见一明显吸收谷且该吸收谷移至565nm附近,菱锰矿在低至0.50%时也可见这一吸收且在低至0.11%时仍可显示出菱锰矿的信息,其575nm的吸收峰未见偏移;混合物可见光一阶导数吸收谱上鲕状赤铁矿的575nm附近的吸收谷的强度随鲕状赤铁矿的重量分数的升高而增强,而所有的配制混合物中该吸收谷的位置低于577.4nm的事实也表明为使致色矿物和氧化镁混合均匀的研磨降低了赤铁矿的结晶度。本研究表明Mn2 的电子跃迁激发和细小、结晶差的赤铁矿的染色共同造就了意大利白垩纪远洋红色灰岩的红色。 相似文献
9.
从光致发光光谱角度探讨了海南蓬莱蓝宝石的呈色机理.结果发现:与蓝宝石吸收光谱的500～700 nm吸收宽带相比,在500～720 nm发光波段内存在566.8 nm锐峰、600 nm左右肩峰和Cr~(3+)的694.2 nm特征峰.600 nm肩峰与其吸收峰镜像对称,566.8 nm处锐峰的产生原因复杂.600 nm肩峰可能与Fe~(2+)-Fe~(2+)离子对的电子跃迁有关;566.8 nm锐峰因532 nm激光激发Fe~(2+)-Ti~(4+)或Fe~(2+)-Fe~(3+)间的电荷迁移带,通过晶格造成Si~(4+)、Mg~(2+)等微量杂质离子敏化而产生.光致发光谱中呈现更多谱峰,能呈现离子跃迁时不同离子间发生的相互作用,为500～700 nm吸收宽带由不同致色机制的叠加给出了直接证明,是一种能全面地研究宝石矿物中致色元素能级结构的有效方法. 相似文献
10.
《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
闪锌矿是一种重要的宽禁带半导体材料,具有优良的光、电和催化性能,在光学器件和光催化等领域有着广泛的应用前景。天然产出的闪锌矿中存在以类质同像替代Zn的Fe、Cd和Ga等微量元素,对其电子结构产生一定的影响,继而影响天然闪锌矿的半导体性质。同时闪锌矿中微量元素的种类、含量与分布受多种因素的影响,除了与闪锌矿本身的地球化学与晶体化学的性质相关,还受到成矿的地质环境、成矿的物理化学条件和成矿溶液离子浓度的影响。所以通过对不同成因类型的闪锌矿半导体性质的研究,可以得到闪锌矿中微量元素的特征,进而反映闪锌矿的成矿条件。对于寻找生命早期闪锌矿,解释半导体矿物光催化为生命起源提供能量提供可靠的证据。已有理论研究通过第一性原理的计算,得出了闪锌矿存在半导体和绝缘体两种类型。微量元素中,只有铜杂质使闪锌矿由直接带隙变为间接带隙,说明含铜的闪锌矿不宜作为光催化剂,铁、镓、锗、铟、锡和锑元素导致费米能级向高能方向移动且使闪锌矿的半导体类型由p型变成n型,这将增加电子密度且有利于电子跃迁,而锰、钴、铜、镉、汞、银和铅元素没有改变闪锌矿的半导体类型。本研究闪锌矿样品来自不同省份不同成因类型的典型矿床,结合半导体材料电阻率及其导电类型的测量方法、紫外可见光吸收光谱的方法和地球科学微量元素测量方法,通过实验对不同成因类型矿床中代表性闪锌矿的电阻率、吸收光谱、共生矿物组合、组构特征、微量元素的测量,建立闪锌矿矿石电阻率、吸收光谱与微量元素影响的定量关系及理论模型。探讨了闪锌矿电阻率、光谱吸收特征和矿床类型及地质产状的关系。闪锌矿中Fe元素含量越高,电阻率越小,可以形成空穴型导电(p型),因Fe元素进入闪锌矿晶格中要消耗能量,所以其形成温度大于绝缘体闪锌矿形成温度,黑色闪锌矿形成温度高。 相似文献
11.
独居石、磷钇矿显微阴极射线发光研究 总被引：5，自引：0，他引：5
独居石、磷钇矿的显微阴极射线发光观察表明,独居石的发光颜色为酱红色,发光较弱,发光强度分布不均匀,受杂质Fe_O_3影响明显。其中有相当数量零星分布的绿色强发光点。发光谱测定表明,这些绿色发光点来自Tb~(3+)、Dy~(3+)的非均匀分布。而独居石的基本发光色来自Sm~(3+)、Eu~(3+)和Tm~(3+)跃迁线。磷钇矿发光色为豆绿色,发光强度大,分布均匀,不受杂质Fe_2O_3影响。两者发光机理也不同,独居石发光直接来自Ce~(3+)的f-d跃迁和它对某些离子的能量传递,而磷钇矿则以[PO_4]~(4-)阴离子团为敏化中心,实现能量向Dy~(3+)等离子传输。 相似文献
12.
K. Krambrock F. S. Guimarães M. V. B. Pinheiro R. Paniago A. Righi A. I. C. Persiano J. Karfunkel D. B. Hoover 《Physics and Chemistry of Minerals》2013,40(7):555-562
Fine gem-quality, purplish-red garnets from the Tocantins State, Brazil, were investigated for their crystal chemistry and optical properties by several spectroscopic techniques, including electron microprobe analysis, Mössbauer, Raman spectroscopy and optical absorption. Although most garnets are purplish-red, some specimens show color zoning, with deep red color in the core and purple in the outer parts. Electron microprobe analysis showed that these garnets are principally almandine–pyrope solid solution at the rim. However, at the red core, they contain also up to 7 % of spessartine. Mössbauer spectroscopy reveals that the iron content is predominantly Fe2+ (>99 %) in the natural garnets. The optical absorption spectra are dominated by spin-allowed and unusual high-intense spin-forbidden transitions from eightfold coordinated Fe(II) in the near infrared and visible spectral region, respectively. For the red core, in addition, three sharp bands centered in the blue part of the visible spectral range and a broad charge transfer band in the near-UV region are observed. All garnets with purplish colors show also a remarkable color-changing effect from purple in daylight light to red in incandescent light called alexandrite-like effect. Heat treatments in the 700–900 °C temperature range in oxidizing and reducing atmospheres lead to reversible and irreversible color changes which are discussed based on the microscopic changes in the Fe ion coordination and valence states. 相似文献
13.
本文阐述了我国几个不同成因矿床闪锌矿的化学成分、晶胞参数和物理性质,如硬度、密度、反射率、吸收边能量、磁化率等的特征;根据闪锌矿的内部电子结构和微量元素的晶体化学特征讨论了成分、结构与物理性质之间的相互关系;并探讨了这些标型特征在矿床成因和地质找矿上的意义。 相似文献
14.
俄罗斯富铁型水热法合成祖母绿特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对近期市场上出现的俄罗斯富铁型水热法合成祖母绿,采用电子探针、傅里叶变换红外光谱仪和紫外-可见光谱仪等测试分析方法,从化学成分、宝石学特征及谱学进行初步研究。结果表明,俄罗斯富铁型水热法合成祖母绿内部有特征的红棕色假六方片状金属固体包裹体,化学成分以贫碱富铁含铜为特征,环状分子通道内I型水和Ⅱ型水同时存在,在760nm处有由Fe3＋的d-d电子跃迁导致的特征吸收峰。除此之外,笔者对比分析了俄罗斯富铁型、传统水热法合成祖母绿、桂林水热法合成祖母绿、助熔剂法合成祖母绿及天然祖母绿样品在谱学上的差异。 相似文献
15.
《矿物学报》2013,(Z1)
Optical cathodoluminescence microscopy (CLM) can provide very useful information both on mineral zoning formed during crystal growth and on variations in chemical composition of sphalerites which is reflected by their visible colors. Gem quality sphalerite crystals associated with dolomite, calcite and fluorite having 3 different visible colors - green, honey and brown - were studied to compare their mineral chemistry and CL characteristics. Electron microprobe analyses indicated essentially no significant differences in terms of major components. Although the common CL-quencher ferrous iron contents of all three were lower than 0.25 wt %, none of the sphalerites cathodoluminescenced: two (brown and honey) were non-CL, the green sphalerite showed very week CL in faint brown color. Other trace elements that were analyzed include Fe, Cd, Mn, Ag, Hg, In, Bi, Cu, Ge, and Ga. Fe, Cd, Ga and Cu were relatively higher than the others. Most significant differences with respect to the common trace elements include honey colored sphalerites are essentially Fe- and Cd-poor but rich in Ga, green sphalerites are Fe- and Cd- rich but poor in all the others, and brown sphalerites are rich in Cd. No conclusive relation between non-CL behavior of all three sphalerites and their trace element chemistry was established, however; low quantities of common CL activators in sphalerite crystal structures such as Mn, Cu, and In were the main cause of the non-CL behavior. 相似文献
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Salih Muhammad Awadh 《Arabian Journal of Geosciences》2009,2(2):139-142
Reflectance (R%) and internal reflections (IR) in the iron variant, sphalerite, are investigated by using the scanning electron microprobe and reflected light microscope. Iron contents in sphalerite positively affect reflectance and can be considered as a control factor of internal reflections color. Internal reflections of sphalerite grains that contain less than 10% Fe appear to be whitish yellow color but are with reddish brown color when Fe rises to 10% to 17%. This work is an effort for developing ore microscopy and ore petrography technique by using the optical properties as a geochemical tool for fast preliminary estimating iron content in sphalerite by using reflected light microscope. 相似文献
17.
K. Krambrock L. G. M. Ribeiro M. V. B. Pinheiro A. S. Leal M. Â. de B. C. Menezes J. -M. Spaeth 《Physics and Chemistry of Minerals》2007,34(7):437-444
Neutron- and gamma irradiation-induced paramagnetic centers in natural colorless topaz from four different Brazilian localities
were studied by electron paramagnetic resonance (EPR) and optical absorption as a function of irradiation dose and thermal
treatment. Gamma irradiation doses were applied up to 1,000 kGy with a dose rate of 15 kGy h−1. For the neutron irradiation experiments, a neutron flux of 4 × 1012 cm−2 s−1 was used with an integrated flux of up to 1 × 1018 cm−2. From the experiments, it is concluded that brownish colors are induced by gamma-rays and may be associated with a single
broad isotropic EPR line with g = 2.015(2). Both the EPR line and the related optical absorption band at 460 nm (2.7 eV) are lost during thermal treatments
between 150 and 200°C. Fast neutrons create the paramagnetic peroxyl radicals O2
− and the paramagnetic O− hole centers. The O− centers have the same thermal stability as the optical absorption band at 620 nm (2.0 eV). It is confirmed that the absorption
due to the O− center is responsible for the blue color in topaz. Both color centers and their absorption bands are discussed in the context
of O− bound small polarons. 相似文献