墨西哥草莓红钙铝榴石的宝石矿物学特征研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunhuai
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1974年在墨西哥科阿韦拉州(Coahuila)的塞拉德克鲁斯山脉(Sierra de Cruces)发现的草莓红钙铝榴石因其颜色稀有,特征鲜明在国际收藏市场一直很受欢迎,目前世界上已知的产地唯一。本文通过常规宝石学测试和电子探针、X射线粉晶衍射、背散射电子图像、X射线荧光光谱、红外光谱、拉曼光谱、紫外—可见光谱等技术方法,对该钙铝榴石的宝石学性质、化学成分、晶体结构、谱学特征等宝石矿物学特征作了系统的分析和讨论,并探讨其致色机理及地质生长环境。草莓红钙铝榴石为粉红色至玫红色,部分样品的中心区域为黑色,呈环状和条带状不均匀分布,伴有白色团块,多为半透明至不透明,自形程度高,呈菱形十二面体,内部裂隙发育,包裹体较少。折射率为1.7411.755,相对密度为3.58743.6987,均在钙铝榴石的理论值范围内,黑芯区域的硬度要比红色边缘稍高。含黑芯晶体的晶胞参数a0值略大,数值位于钙铝榴石—钙铁榴石理论范围之间,是由于[AlO6]八面体晶格内Fe3+类质同象替换Al3+而引起。电子探针分析表明,无黑芯晶体的钙铝榴石组分纯度很高,摩尔分数多在90%以上,属于钙铝榴石,其中Mn元素的质量分数最高可达1.543%,为致色元素。黑芯区域是由于部分Al3+被Fe3+、Ti4+替代为钙铁-钙铝榴石而形成,Fe2O3质量分数最高可达9.175%,TiO2质量分数最高可达5.052%。含黑芯晶体的红外光谱吸收峰与拉曼光谱特征峰均向低波数方向位移,是因为[AlO6]八面体晶格中Fe3+类质同象替代Al3+引起离子半径增大。紫外—可见光谱中277nm,327nm,507nm左右的三个吸收带指示了草莓红色是由Mn2+致色。该钙铝榴石与石英、方解石、辉石、硅灰石等矿物共生,属于矽卡岩型矿床。根据其成分特征,可以推测它是形成于中温(450℃700℃)、低压(500×1005Pa800×1005Pa)的地质条件下,在初期的富铁氧化环境中,Fe3+在[AlO6]八面体晶格内类质同象替换部分Al3+形成钙铁榴石组分,使晶体中心出现黑芯区域。随着环境的逐渐稳定,Fe含量减少,Mn离子在晶格内富集到一定量后,晶体外边缘呈现为草莓红色。
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