【摘 要】
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山东昌乐蓝宝石属于玄武岩型成因,由于其原石颜色较深,大部分蓝宝石均需要热处理改色后再投入市场。本文以未处理的山东昌乐蓝宝石为研究对象,采用红外光谱、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱、LA-ICP-MS等测试手段对其进行了宝石学特征、谱学特征、包裹体特征和化学元素等方面的分析,以此为基础系统地对山东昌乐蓝宝石进行不同温度的热处理,并分类总结该过程中的宝石学及谱学特征变化。主要研究结果如下:山东昌乐蓝宝石颜
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山东昌乐蓝宝石属于玄武岩型成因,由于其原石颜色较深,大部分蓝宝石均需要热处理改色后再投入市场。本文以未处理的山东昌乐蓝宝石为研究对象,采用红外光谱、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱、LA-ICP-MS等测试手段对其进行了宝石学特征、谱学特征、包裹体特征和化学元素等方面的分析,以此为基础系统地对山东昌乐蓝宝石进行不同温度的热处理,并分类总结该过程中的宝石学及谱学特征变化。主要研究结果如下:山东昌乐蓝宝石颜色整体较深,原石表面附着一层黑色熔融壳,裂隙处偶见次生铁质浸染,多色性明显。蓝宝石内包裹体种类及数量丰富,含单质硫、方解石、白云石、赤铁矿、透闪石、金红石、无定形碳、锆石等矿物包体,此外还存在罕见的定向排列包裹体和树枝状包裹体。红外光谱指纹区主要特征峰为483 cm-1、630 cm-1和514 cm-1,官能团区为不同方向上Ti-OH振动所引起的3309系列峰;拉曼光谱集中在100-800 cm-1间,主要特征峰为247 cm-1、380 cm-1、417 cm-1、577 cm-1和750 cm-1,在达碧兹蓝宝石的“臂”处可见除基底外的CO2峰(1282 cm-1、1388 cm-1)和N2峰(2329 cm-1);紫外可见-吸收光谱显示,致色成因与Fe3+、Fe2+-Ti4+和Fe2+-Fe3+有关,其中黄绿-蓝绿色蓝宝石中由Fe3+引起的450 nm的吸收强于Fe2+-Ti4+电荷转移产生的564 nm。LA-ICP-MS和电子探针测试结果显示,杂质元素中Fe的含量最高且变化范围较大,含量与颜色深浅变化成正比。Ti元素含量大多在300 ppm以内,从宝石中心到边缘呈降低趋势,黄绿-蓝绿色样品中Ti含量偏低。在氧化环境下,对山东昌乐蓝宝石进行恒温时间不变,从低温到高温梯度的热处理。实验结果表明,外观整体亮度提高,具达碧兹结构的样品更为明显;包裹体发生杂质矿物熔融、重结晶和矿液减少后析晶等现象;红外光谱中官能团区3309 cm-1系列峰随温度的升高逐渐变小或消失,指纹区630 cm-1处的特征吸收峰随温度升高逐渐增强且尖锐,认为此变化是鉴定玄武岩型蓝宝石的新型证据;以CIE1967-LAB色度学模型为基础,颜色量化后发现热处理后蓝宝石的明度值（L*）均大于热处理前。其饱和度（C*）和色调角（h°）的变化无明显规律且存在一定误差,仍需进一步的研究。
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