山东昌乐锆石的热处理实验及呈色机理研究

对山东昌乐锆石进行了一系列不同温度、不同气氛的热处理实验,并通过紫外-分光吸收光谱对锆石的颜色及其变化进行分析,探讨了昌乐锆石的呈色机理。结果显示,锆石在氧化条件下变成无色、黄色或橙色,在还原条件下产生无色,且所有样品都在400℃时颜色发生明显改变。研究表明,锆石的红色、红褐色是由空穴色心所致,锆石的黄色是由于样品中Fe3+造成的染色;锆石无色效果的改色所需温度较低,效果较好,具有巨大的商业价值。     

宝石锆石改色改性的实验研究

锆石是一种可用作宝石的矿物。但天然锆石由于变晶作用往往呈现出红褐色,半透明或不透明,因而不能用作宝石。本文用高温实验研究了天然锆石改色改性的技术和方法。研究表明,热处理可以除去锆石的变晶结构,恢复其结晶结构。900—1300℃和氧化气氛条件下的热处理可将红褐色半透明的天然锆石改变成无色透明和金黄色透明的晶体,还原条件则将其改变为天蓝色。     

蓝宝石改色的原理及方法

本文概述了蓝宝石改色的原理及方法.蓝宝石的改色从根本上来说就是改变致色粒子的含量和价态.基于这个原理,蓝宝石的热处理主要通过以下三个途径实现颜色的改变:(l)氧扩散;每一个特定的体系都有一平衡氧分压P_0,当体系中氧的浓度高时,氧分压P＞P_0,则环境为氧化,多余的氧将进入晶体;相反P＜P_0,环境为还原,晶体中的氧将进入环境.(2)Fe_(2+)、Fe~(3+)、Ti~(3+)‘Ti~(4+)的价志改变:通过改变环境的氧化-还原环境,使其晶体中的致色粒子的价态比值接近于最佳蓝色值.当环境为弱还原环境时,能加深蓝宝石的蓝色:当环境为氧化时,能淡化蓝色甚至消除蓝色.(3)把形成颜色或星光的杂质通过扩散进入刚玉晶体.     

氧化条件对样品有机碳同位素测定的影响因素讨论

有机碳同位素在全球变化、古气候和古环境恢复研究中的应用日益广泛和深人。有机碳同位素分析的基本原理是在高温下过量的氧气中将样品有机物氧化为CO2，通过分离纯化得到纯净的CO2气体送人质谱测定其护δ13C值。 在已发表文章中，对于有机碳同位素的研究，人们所采用的氧化温度和氧化时间都有很大差异，但很少系统地研究有机碳同位素分析氧化条件对样品有机碳同位素测定结果的影响。为了解不同的氧化条件是否会造成样品的有机碳同位素分馏，以及不同氧化条件对样品有机碳同位素测定结果的影响程度，笔者采用封管法，选取了不同类型的样品（有机碳标准、植物、表土、黄土以及红粘土等），采用不同的氧化温度：500℃,550℃,650℃,750℃,850℃,900℃以及950℃等，恒温2.5 h,然后炉冷至室温。 实验结果表明：氧化温度为850℃，恒温时间为2.5 h，对于有机碳标准、植物、表土和较年轻的黄土样品，足以确保样品有机质氧化充分，δ13C值达到稳定，不会产生同位素分馏。 但对于深层黄土和红粘土样品，氧化温度为850℃，恒温时间为2.5 h，其δ13C值不能达到一个稳定值，仍有偏正趋势。这可能是由于深层样品成岩化作用强，样品中含有一些含碳的矿物包裹体，随温度上升到一定程度，才逐渐分解，释放出气体。对于深层黄土和红粘土样品，采用850℃甚至更高的氧化温度其δ13C值仍未达到稳定，合适的氧化温度需进一步的研究来确定。     

热处理对黝帘石颜色的影响及其致色成因探讨——以坦桑尼亚黄色和蓝色黝帘石为例

坦桑尼亚的天然蓝紫色黝帘石(也被称为坦桑石)产量稀少,储量较低。然而,通过热处理优化改色后,黝帘石的经济价值会得到显著提升。但多年来,关于热处理后黝帘石的蓝紫色成因一直存在争议。本文选取天然的坦桑尼亚黄色及蓝色黝帘石为研究对象,通过设置300℃、400℃和500℃3个不同的温度条件,并利用L^*a^*b^*颜色参数对样品的颜色变化进行了量化分析。热处理前不同颜色黝帘石的宝石学特征具有一致性,热处理后结果表明,500℃左右的温度是浅蓝-蓝色黝帘石的最佳改色条件。经过热处理黝帘石的蓝紫色调明显增强,通过调整温度可有效调控样品中的黄色或褐色调。黄色黝帘石在热处理后展现出从黄褐色到蓝紫色的独特变色效应,而400~500℃是这一颜色变化的临界温度范围。结合EDXRF、LA-ICP-MS及UV-VIS等多种分析手段,认为天然黝帘石的蓝色主要由V³⁺和Ti³⁺导致,黄色则主要由Ti³⁺引起,V/Ti值在天然黝帘石的成因机制中起辅助作用。此外,热处理后黝帘石蓝紫色调的产生与增加以及黄色→蓝-蓝紫色的转变与Ti³⁺+V⁴⁺→Ti⁴⁺+V³⁺的电荷迁移密切相关。     

鄂尔多斯盆地钻井样品的锆石裂变径迹年龄及意义

鄂尔多斯盆地钻井样品的锆石裂变径迹年龄测定结果，证实了该盆地在中生代晚期发生过温度达210℃左右的热事件。不同构造单元样品的锆石裂变径迹数据存在明显差别，这是因中生代晚期盆地构造运动强度不同所致。     

高温高压合成黄色钻石颜色成因及改色机理探讨

为了从动态过程中更直观地研究黄色高温高压合成钻石的颜色成因和改色机理,本文对5颗黄色高温高压合成钻石进行高温高压改色实验,并对样品改色前后的红外光谱、光致发光光谱、DiamondViewTM图像进行了分析,发现受合成方法限制,高温高压法合成钻石所含缺陷较多,除应力缺陷外,还含有较多空穴和杂质元素,如N、Ni等,对合成钻石的品质和颜色有较大影响。同时,通过红外光谱和光致发光光谱测试得到,改色前、后合成钻石样品内的色心包括(N_V)-、(N_V)、H3、C心、(Ni_V)-、Ni_N复合体和Ni-。实验所提供的7 GPa高压及1 480℃高温条件有助于钻石晶体内部氮的聚集,从而改变合成钻石的类型,即由Ⅰb型(含少量A集合体)转变为Ⅰb+ⅠaA混合型,同时对合成钻石的颜色也产生了影响。     

西秦岭铀矿床含矿热液物理化学条件改变对铀沉淀影响

本文研究了西秦岭铀矿床含矿热液物理化学条件的改变对铀沉淀富集的影响。研究表明，铀在相对还原条件下迁移，而在相对氧化条件下沉淀富集。铀的沉淀富集主要发生在含矿热液的温度、压力和氧逸度大幅度降低，酸性增强及氧化－还原电位增高的物理化学条件下。     

含铁绿柱石的改色机制研究

含铁绿柱石经γ射线辐照或特定温度热处理,可因铁价态的改变引起颜色发生相应变化。处理前后的吸收光谱和顺磁共振谱研究表明,辐作用使隧道位的Ｆｅ＾２＋氧化Ｆｅ％３＋,八一位上的Ｆｅ＾３＋还原为Ｆｅ＾２＋,热处理使隧道位及八面体位Ｆｅ＾３＋均还原为Ｆｅ＾２＋。     

南海北部晚中新世红绿韵律层成因的矿物学和地球化学约束

沉积物颜色是其物质组成和形成环境的重要标志,对古海洋古环境重建有特殊指示意义。国际大洋发现计划(IODP)368航次在南海北部钻取的U1502站沉积岩心中发现了上百米红褐色-绿灰色韵律沉积层,但其成因不明。为探究其物源和红绿韵律沉积层的成因,我们对该站位岩心样品开展了矿物学和地球化学分析,包括粒度、黏土矿物、常微量元素和Sr-Nd同位素组成、有机碳含量及碳酸盐碳氧同位素组成分析。物源分析表明,U1502站沉积物陆源输入以珠江为主而吕宋次之,红层相对绿层有稍多的吕宋物质贡献。地球化学指标指示红绿沉积层的形成没有遭受热液、冷泉流体的影响,其形成是南海晚中新世构造演化和冰期-间冰期旋回中水体通风、底层水氧化还原环境改变及早期成岩作用共同影响的结果。结合以前南海北部沉积物源研究及沉积物颜色频谱分析,推测红绿层可能分别对应了间冰期-冰期时间尺度。指标重建指示了红绿层分别形成于偏氧化和偏还原的底层水氧化还原环境。自中中新世以来随着吕宋岛弧与欧亚板块碰撞,南海海盆从开放的环境变得相对封闭,其深部通风和氧化还原条件开始呈现典型的冰期-间冰期旋回模式。红层对应了间冰期高海平面时期南海深层水通风良好、水体偏氧化的沉积环境,而绿层则指示了冰期低海平面时期南海层化加强、水体偏还原的环境。不同的氧化还原条件控制了早期成岩作用中致色含铁自生矿物如赤铁矿的形成与转化,最终引起沉积层颜色韵律变化。     

福建明溪锆石的呈色机理研究

设计了一套热处理和辐照处理方法对福建明溪锆石进行处理，使之呈浅蓝色，并采用紫外一近红外吸收分光光度计对锆石的颜色及其变化进行了分析，探讨了锆石的呈色机理。分析表明，明溪锆石的褐色是由色心引起的。漂亮的浅蓝色是由Fe^2 和Fe^3 之间的电荷转移产生的。     

海南宝石级红锆石的组成及某些谱学特征研究

本研究中,采用电子探针、中子活化、红外和顺磁共振等手段,系统测定了海南砂矿中的宝石级红锆石。得出结论,宝石级红锆石纯度很高,是典型的晶质而并非变生晶体。 红锆石的红、红褐色,是由于480—500nm范围的色心吸收引起。该色心的形成与红锆石中的U、Th和REE含量有关。Fe~(3+)造成红锆石的黄色。室温下测出的7条ESR精细结构谱线属于Gd~(3+)的。而同时得出的超精细结构谱线由空穴心造成。     

天然黄玉与辐照改色黄玉的对比研究

利用中子辐照改色法把天然无色黄玉改成蓝色黄玉,对天然黄玉和改色后的蓝黄玉分别进行了常规检测、Ｘ－荧光测试、紫外－可见光谱测试及红外光谱测试研究。结果表明：改色前后黄玉的比重、折射率、成分都没有明显的变化;其紫外－可见光光谱、红外光谱存在一定的差异。这些差异为鉴别天然黄玉与辐照改色黄玉提供了依据。     

福建明溪蓝宝石的谱学特征及颜色成因

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。     

Metamerism Appreciation of Jadeite-Jade Green under the Standard Light Sources D65, A and CWF

We tested 288 pieces of the polished cabochon jadeite-jade with high quality green and smooth surfaces using the colorimeter Color i5 based on the CIE 1976 L~*a~*b~* uniform color space. The color changes after alternating three CIE standard light sources D_(65),A and CWF were compared,and the degree of metamerism was evaluated. The results show that the CIE standard light sources D_(65),A and CWF increase the chroma of green and turn bluish green into vivid green,which are similar or to nearly colorless and transparent glass-like samples with fine textures. When the three light sources were individually alternated,the lightness of the jadeite-jades showed little change,but the tone changed significantly. Metamerism occurred only in 3 pairs among the 16 samples that were selected by cluster analysis for quality,and the metamerism colors were highly consistent of L~*D_(65)∈(43.47,46.75),C~*D_(65)∈(65.20,68.80) and ho~*D_(65)∈(138.10,140.23). We can conclude that the jadeite-jade green gradually turns to blue when the color temperature of the light source increases. But when considering both the light sources and the samples,D_(65) is more suitable to be the light source of jadeite-jade green when compared with the light sources CWF and A. Compared with the CIE standard green and high chroma green,high-quality jadeite-jade green has a slight yellow tone,low lightness and high chroma. The special metamerism index decreased to 1 when the light source alternated among D_(65),A and CWF. Therefore,the color of jadeite-jade green might be slightly influenced by alternating of the light sources.     

Integration of zircon color and zircon fission-track zonation patterns in orogenic belts: application to the Southern Alps, New Zealand

An exhumed crustal section of the Mesozoic Torlesse terrane underlies the Southern Alps collision zone in New Zealand. Since the Late Miocene, oblique horizontal shortening has formed the northeastern–southwestern trending orogen and exhumed the crustal section within it. On the eastern side, rocks are zeolite- to prehnite–pumpellyite-grade greywacke; on the western side rocks, they have the same protolith, but are greenschist to amphibolite facies of the Alpine Schist. Zircon crystals from sediments in east-flowing rivers (hinterland) have pre-orogenic fission-track ages (>80 Ma) and are dominated by pink, radiation-damaged grains (up to 60%). These zircons are derived from the upper 10 km crustal section (unreset FT color zone) that includes the Late Cenozoic zircon partial annealing zone; both fission tracks and color remain intact and unaffected by orogenesis. Many zircon crystals from sediments in west-flowing rivers (foreland) have synorogenic FT ages, and about 80% are colorless due to thermal annealing. They have been derived from rocks that originally lay in the reset FT color zone and the underlying reset FT colorless zone. The reset FT color zone occurs between 250 and 400 °C. In this zone, zircon crystals have color but reset FT ages that reflect the timing of orogenesis.     

油包裹体荧光颜色及其成熟度关系

近年来有机包裹体在石油地质领域中的广泛应用, 为油气勘探与评价注入了新的活力.有机包裹体特别是油包裹体的荧光颜色是鉴定有机包裹体和指示油气成熟度的有效手段.本文在论述有机包裹体荧光机理的基础上, 依据不同盆地样品的实验观测结果, 从油包裹体荧光的强度、波长、颜色以及与有机包裹体同期的盐水包裹体的均一温度等关系进行分析, 证明可以运用油包裹体荧光颜色和平均均一温度等综合指示油气的成熟度.      

四川平武绿柱石结晶学特征研究及发展前景

产于四川平武的绿柱石颜色呈现浅绿色至无色，透明至半透明，形状为独特的板状，是国内绿柱石呈现板柱晶形的唯一实例，其共生组合已经作为观赏石开发，采用电子探针，X射线分析等多种方法对平武绿柱石进行了结晶学的研究，并分析了其应用前景。     

Natural iron-containing blue and colorless euclase studied by electron paramagnetic resonance

Natural blue and colorless rare-gem mineral specimens of euclase from Brazil are investigated by electron paramagnetic resonance (EPR). Angular dependences of Fe³⁺ EPR spectra in three mutually perpendicular crystal planes are analyzed revealing g and D tensors with significant low-symmetry effects, as for example, the high asymmetry parameter E/D = 0.28. Fourth-order degree Stevens parameters are also included in analysis. The anisotropy of both g and D tensors is consistent with Fe³⁺ substituting for Al³⁺ ions in strongly distorted AlO₅(OH) octahedra in which the oxygen distances range from 1.85 to 1.98 Å. Fe³⁺ is not responsible for the blue color because colorless and blue euclase show nearly the same Fe³⁺ concentration as measured by EPR. However, total iron content in blue sample is much higher than in the colorless one suggesting that the existing model that Fe²⁺–Fe³⁺ intervalence charge transfer transition may explain the blue color of euclase.