黄绿色菱锌矿玉的谱学特征及颜色成因初探

摘要

菱锌矿颜色丰富,有黄色、蓝色、粉色、绿色等,矿物学特征及谱学特征的研究较少,对其不同颜色的成因认识亦不明确。选取黄绿色菱锌矿玉,利用X射线粉晶衍射仪、电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、傅里叶红外变换光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计、电子顺磁共振仪等分析显示,样品为纯净的菱锌矿,主要成分为ZnO,其平均含量为61.3%,次要成分有CaO,FeO,MnO,CdO及PbO。样品中含有微量过渡金属元素Fe和Mn,平均含量分别为7363.5×10^(-6)和3558×10^(-6)。样品在740,883和1490 cm^(-1)处出现菱锌矿的特征吸收带,740 cm^(-1)归属于[CO_(3)]_(2-)的面内弯曲振动单峰,883 cm^(-1)属于[CO_(3)]_(2-)的面外弯曲振动峰,1490 cm^(-1)处的强吸收谱带为[CO_(3)]_(2-)反对称伸缩振动所致。拉曼谱有300,728和1091 cm^(-1)等方解石族特征峰,300 cm^(-1)归属于ZnO对称伸缩振动,728 cm^(-1)归属于[CO_(3)]_(2-)面内弯曲振动,1091 cm^(-1)归属于[CO_(3)]_(2-)对称伸缩振动。综合分析认为,Fe^(3+)的^(6)A_(1)→^(4)E(D)跃迁、^(6)A_(1)→^(4)T_(2)(D)跃迁、Mn^(2+)的d电子跃迁产生的紫外-可见光谱377,395和417 nm附近的吸收带是样品产生黄绿色的原因。EPR谱也显示出g=2.0左右的Mn^(2+)的特征六重超精细共振谱线和g=1.98左右的Fe^(3+)的特征谱线。结合样品成分和吸收光谱等特征,可以认为菱锌矿玉样品的黄绿色是由Fe^(3+)和Mn^(2+)的d-d轨道电子跃迁共同导致。