摘要
墨西哥Durango地区是宝石级氟磷灰石最丰富的产地之一,对该地磷灰石的研究集中于地质年代学和矿物学标准,宝石学和光谱学资料较少.作为一种发光材料,早期学者主要利用激光诱导的光致发光光谱对未知产地的磷灰石进行研究,缺乏三维荧光光谱的研究.采用基础的宝石学测试、LA-ICP-MS化学成分分析、红外吸收光谱、激光拉曼光谱、显微紫外-可见-近红外吸收光谱以及三维荧光光谱测试,系统性地对收集到的9颗墨西哥Durango磷灰石进行宝石学和谱学研究,旨在丰富墨西哥磷灰石的光谱学研究数据,并为产地鉴别提供科学依据.化学成分研究表明墨西哥磷灰石中稀土元素丰富,含量较高的La、Ce、Pr、Nd和Sm元素,平均含量分别达3956、5430、472、1596和213μg·g-1,具有明显的轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特点,δEu平均值为0.29,负Eu异常显著,Ca/P摩尔比接近岩浆磷灰石的标准值1.68,为岩浆作用的产物,且形成岩浆处于中等还原状态.红外吸收光谱指纹区606和575 cm-1吸收峰强度随方向的变化具有明显的规律性,能为晶体定向提供依据,官能团区显示3482、3538和3556 cm-1结构水相关的吸收峰.紫外-可见-近红外吸收光谱中,由Nd3+导致的528 nm的单峰和578和585 nm的双峰共同造成了黄绿区明显的透过窗,推测黄绿色体色由Nd3+造成;紫外光区298 nm的吸收峰是造成可见光紫区吸收边的原因,推测由Ce3+导致.三维荧光光谱最强荧光峰(λex300 nm/λem356 nm)由Ce3+的电子跃迁造成,红光区603和647 nm的发射峰由Pr3+和Sm3+的电子跃迁造成,与紫外灯下观察到的暗红色荧光现象相对应,推测暗红色荧光由Pr3+和Sm3+造成.该研究中系统的光谱学特征丰富了墨西哥产地磷灰石的谱学数据,并为产地溯源提供了科学依据.
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