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6500 K)下呈黄绿色,A光源(色温2856 K)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578 nm处的吸收双峰强度最强,位于748和738 nm处的吸收双峰强度中等,分别位于688和526 nm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443 nm处.位于748和738 nm处的吸收双峰与583和578 nm处的吸收双峰共同造成了红橙光区的透射窗,583和578 nm处的吸收双峰与526 nm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738 nm处的吸收双峰,位于583和578 nm处的吸收双峰以及位于526 nm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(N d)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.
磷灰石 变色效应 可见光光谱 微量元素