高温热处理橙色蓝宝石的赋色机制

摘要

马达加斯加橙色蓝宝石的颜色究竟是扩散处理致色 ,还是高温热处理或辐照处理赋色 ?就此争议问题 ,采用 ICP-MS、 EPMA、 ESR、 UV等分析测试方法 ,对这种橙色蓝宝石进行综合对比研究。结果表明 ,橙色蓝宝石的化学成分以相对富 Cr、贫 Fe和 Ti为特征 ,自外向内过渡金属离子化学配比相对均匀 ,少数样品表层中 Be的丰度存在局部富集现象。由 Fe-O-杂质离子心的作用导致吸收谱带位移至可见光蓝紫区 (4 5 4nm) ,并叠加在由 Cr3 +离子的 4A2 (4F)→ 4T1(4F)自旋允许跃迁致吸收谱带之上 ,它与 Cr3 +离子联合吸收后的残余能量组合成橙色蓝宝石的色调。初步证实 ,外来的 Be2 + 不属致色离子 ,它不直接参与蓝宝石呈色 ,而是起到一种类似活化剂或拓展空位的作用 ;高温、增氧及 Be活化剂是导致橙色蓝宝石显橙黄色的主要外因条件 ;Fe— O-杂质离子心、Cr3 +和 Fe3 +离子是橙色蓝宝石致色的主要内因条件。推测高温热处理的温度与时间间隔、替位杂质 (Fe,Cr,Ti)离子的价态与浓度及晶格缺陷密度共同制约了橙黄色色层的厚度。