不同色调红宝石的致色成因研究

摘要

红宝石作为重要的宝石材料，其颜色特征受到广泛关注，探索红宝石颜色与其化学成分之间的关系对于宝石学基础研究以及深入理解矿物生成机制都具有重要作用。本研究对30颗刻面红宝石（包括正红色、偏紫色和偏粉色）进行了紫外-可见光光谱、X射线荧光光谱及颜色特征分析。研究发现，红宝石颜色与其化学成分紧密相关，红宝石颜色的呈现主要受控于Cr含量，同时受到Fe、V和Ti等元素的影响。Cr³⁺的d-d电子跃迁⁴A₂→⁴T₂引起的吸收在偏紫色红宝石中最为显著；而Cr³⁺的d-d电子跃迁⁴A₂→⁴T₁和Cr³⁺的荧光发射峰引起的吸收在偏粉色红宝石中最为显著。紫外-可见光光谱中412 nm和548 nm处的吸收强度可有效指示红宝石中紫色调的浓淡，该两波长处的吸收强度越高，红宝石紫色调越浓。紫外-可见光光谱中的412 nm可作为红宝石颜色参数L和b的指示波长，该波长处的吸收强度与红宝石的明度L呈显著负相关关系，与红宝石的b值呈显著正相关关系。这一发现为红宝石颜色特征的定量分析提供了新的视角。

关键词

红宝石 / 致色成因 / 颜色 / 紫外-可见吸收光谱 / X射线荧光光谱