基于颜色计算和原位成分分析对紫色玉髓颜色成因的探究

摘要：

产于印度尼西亚的紫色葡萄状玉髓,具有特殊的球粒状外观和浓郁的紫罗兰体色,其双面抛光片在反射光照射下为紫色,透射光下则为棕黄色,且颜色浓集于球粒中心.为探究其颜色成因,进行了偏光显微镜和扫描电子显微镜结构观察,显微紫外—可见光谱,热处理以及LA-ICP-MS原位成分分析.玉髓具有纤维状核心——粗粒石英外壳的特殊结构,粗粒石英外壳粒度500μm左右,隐晶质部分则主要由粒度小于1μm的形状不规则的SiO2颗粒组成.紫外-可见光谱显示紫色主要来源于540 nm左右的吸收峰,而黄色则由于谱线"左倾"产生的近紫外区及蓝光区强烈吸收所致.紫外-可见光谱使用塞尔迈耶尔方程修正表面反射误差、减去无吸收波段强度矫正仪器误差,并用最小二乘平滑扣除基线得到540 nm吸收峰的强度信息.计算玉髓在反射光下的紫色调及透射光下的黄色调的L*a*b*值和E*值定量表征颜色.热处理实验中,玉髓的紫色调在350℃左右开始褪去,紫外-可见光谱390和540 nm吸收峰消失,反射光和透射光下颜色差异减小,都呈现黄色调.随温度升高至400℃后,棕色调加深,出现478 nm左右的吸收峰.热处理过程中谱线吸收强度升高,"左倾"加剧,峰位"红移".该现象与铁/二氧化硅纳米粒子(Fe/SiO2 NPs)生长过程中的谱形变化相似,有可能与玉髓内部与Fe有关的微细结构或包裹体在热处理过程中的变化有关.颜色参数结合原位成分分析,将数据采用标准分数(Z-score)归一化处理,比对紫色调的E*值与540 nm吸收峰强度及元素含量之间的关系,发现540 nm吸收峰强度可很好的反映紫色的浓集程度,但紫色调与过渡金属元素含量的线性相关性却并不显著,黄色调的E*值则与Fe元素含量具有近似的负相关性.Fe并不以杂质矿物的形式存在,元素含量这一因素也并不能完全决定玉髓的颜色,可能还受到Fe在玉髓中的存在形式,内部微细结构或包裹体等因素的影响.

关键词：紫色玉髓、显微紫外-可见光谱、LA-ICP-MS、热处理

所属期刊栏目：42

分类号：P575.4(矿物学)

资助基金：国家重点研发计划;中国地质大学武汉珠宝检测技术创新中心开放基金项目

在线出版日期：2022-06-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1891-1898