红外吸收光谱特征对石榴石种属及颜色成因的指示——以一颗黄色石榴石为例

采用红外吸收光谱(FTIR)对1颗未知种属的黄色石榴石进行了深入研究,研究结果表明,可通过石榴石特征的A、B、C谱峰区分钙系石榴石和铝系石榴石,继而通过D谱峰确定石榴石的具体种属。黄色石榴石红外吸收光谱的A谱峰、B谱峰、C谱峰分别为962、862、842 cm~(-1),说明该样品为钙系石榴石中的钙铝榴石。根据钙铝榴石D谱峰的波数(D=611 cm~(-1)),可获得Y位中的Al/(Fe+Al)质量分数比值为0.843,与EPMA的分析结果较为接近Al/(Fe+Al)≈0.813]。Y位中Fe~(3+)的存在是黄色钙铝榴石致色的主要原因,也正是Y位中Fe~(3+)对Al~(3+)的部分类质同像替代,使得黄色钙铝榴石的紫外-可见吸收光谱中出现435 nm和581 nm的吸收峰,以及相对密度和折射率处于钙铝榴石端元和钙铁榴石端元之间。研究进一步证实,红外光谱可作为石榴石种属鉴别及颜色成因判断的快速有效的方法。