【《石榴石的研究现状与进展文献综述》3100字】

.PAGE1石榴石的研究现状与进展文献综述1.1地学研究现状石榴石作为地质学上常见的矿物，探究其成因，作为指示矿物的研究颇丰。由于石榴石存在丰富的类质同象现象，不同亚种指示了其不同的形成环境，其作为多成因矿物，钙系列主要为接触交代、区域变质成因，铝系列主要为结晶片岩中、岩浆结晶作用产出或花岗伟晶岩中伟晶作用产出（陈武等，2000）。利用石榴子石的氧与硅的同位素组成确定了产地云霄石榴子石其为岩浆晚期的结晶产物，证明了其花岗岩和伟晶岩的物质及形成条件（高建飞等，2011）。依据石榴子石的环带在花岗岩和细晶岩中不明显，在伟晶岩及变质围岩中较明显判断闽东南地区锰铝榴石的花岗岩成因（于津海等，2004）。根据石榴子石中Eu2+的含量来分析其成矿元素的浓度以反演早期成矿热液的组成、时空演化对找矿具有启示意义（纪敏等，2018）。世界上盛产锰铝榴石的产地包括纳米比亚（Koivula等，1993;Lind等，1994;Johnson和Koivula，1996）、尼日利亚（Milisenda和Zang，1999;Zang等，1999）、美国加利福尼亚（LaursBM等，2001）、巴西米纳斯吉拉斯和里约热内卢（Bank等，1970；Cassedanne等，1977；Johnson和Koivula，1999；Ferreira等，2000）、马达加斯加（Tisdall，1962）、巴基斯坦（Henn，1996；Johnson和Koivula，1996）、赞比亚(Johnson等，1999)。这些矿床大部分具有相同的成因，为花岗伟晶岩。1.2矿物学研究现状前人的研究发现不同类型的石榴石的比重范围大多有重叠，并且比重测试精确度较差并且存在包裹体带来的误差，仅仅依靠折射率和比重来判断石榴石的亚种变得困难(StocktonCM，1985)。立方晶系的石榴石在偏光镜下应为全暗，但大多显现异常消光，对于来自Quebec的钙铝榴石，其异常消光是由Al3+、Fe3+和OH-有序排列致（AkizukiM，1989）。也有学者认为石榴石的异常消光是由于聚片双晶的存在（Ingerson，1943）。石榴石存在丰富的类质同象，电子探针微损的方式是颜色石榴石化学成分的重要手段。该方法用于分析黑龙江穆棱地区石榴石主要成分为镁铝榴石（60%），其中含有钙铝榴石（15%），说明钙系列与铝系列石榴子石之间也存在一定的类质同象替代（陈涛等，2013），一种东非产出的石榴子石，主要组分为镁铝榴石，同样混溶钙铝榴石组分，并且达到5.4%（CaraWilliams等，2016）。这种钙系列与铝系列混溶的石榴石可依据卢盛明的方式为特殊变种定名（卢盛明，1989）。电子探针可以准确对石榴石的亚种进行定名，获取各组分的含量，但是其操作较复杂，所需时间较长，并不是快速定名的好方式。前人已对石榴石的红外光谱以及拉曼光谱进行了较详实的研究，王奎仁等通过群分析对其红外峰位的数目进行了预测和指派(王奎仁，1993)。石榴子石中所含阳离子的半径越大，其吸收峰位向短波数方向偏移，利用此规律可以根据红外吸收峰位的偏移变化去预测钙铝榴石-钙铁榴石之比（朱钟秀，1980）。拉曼光谱方面，前人对石榴石单晶以及一些与黄翡相似的石榴石多晶集合体进行测试，通过其区分石榴石多晶体与黄翡，并且通过A1g模的偏移对石榴石亚种进行区分（范建良，2007）。雷佳莉等人对一种特殊的具有彩虹效应的石榴石进行了拉曼光谱的分析，与钙铝榴石含量较少的部分相比，其钙铝榴石含量较高的拉曼峰位向波数变小的方向偏移（雷佳莉，2019）。依据峰位的偏移可对石榴石总金属离子含量进行定量分析，这是由于金属离子相对含量的变化与拉曼峰位的偏移具有线性关系。（吴菲，2015）石榴石中存在过渡金属元素，对其颜色成因的研究主要是晶体场理论（余晓艳，2009），石榴石中也存在少部分由于元素离子间电荷转移致色的，由于比如在西伯利亚的金伯利岩中的贵榴石中，具有由于Fe2++Fe3+→Fe3++Fe2+电荷转移所引起的棕黄色（MICHAILN.TARAN，2007）。锰铝榴石作为自色宝石，其含有的致色元素为Fe2+和Mn2+，Mn2+会在紫区408nm、425nm、480nm附近产生理论吸收峰，处于A2+占位的Mn2+处于畸变的立方体中，其受到络阴离子的影响使其最外层轨道发生d-d跃迁，由于紫区以及蓝区吸收致其呈现橙黄色（ManningPG，1967）。Fe2+经常替代Mn2+，在绿区产生505nm、523nm、575nm、617nm、696nm附近的吸收峰。而钙铝榴石通常没有特征吸收峰，Ca2+不对紫外-可见光谱产生贡献，相对来说对于黄色的钙铝榴石的颜色成因颜色较少（马尔福宁，1984）。1.3色度学研究现状颜色作为评价宝石的重要因素，近些年色度学被广泛应用于宝石的研究中，主要包括颜色量化、质量分级、环境因素以及色差应用（刘浩学，2003）等方面。传统的测色方法主要为目测法，由于肉眼有时无法区别较小的色差，使该方法的主观性较强，误差相对较大（李宏光，2005）。颜色分级评价体系最完善的为钻石，开普系列从无色D到Z，其分级方法就是主要通过肉眼与比色石进行比对，受分级人员和环境的影响较大（KingJM，2008）。最早颜量化分析的方法主要是通过Photoshop处理红宝石图片中的H，S，B三种颜色参数来对其颜色进行定量评价和分级（潘峰等，2007）。如今大部分采用分光光度法测量颜色，精度高，稳定性好（李宏光，2005），并且应用较为广泛颜色空间为CIE1976L*a*b*均匀色空间，它作为比较理想的均匀色空间，更好地为颜色量化的提供基础（周丰崑，1992）。在此基础上，对翡翠（乜东晶，2016）、青金石（陈稳，2017）等进行颜色量化分析。对彩色蓝宝石（李国一，2018）、葡萄石（杜华廷，2018）、橄榄石（汤峻，2020）等通过聚类分析以及判别公式对其颜色进行分类，并参考GIA彩色钻石的分级方法对其进行颜色分级。许多颜色质量评价也试图与色卡相关联，包括基于GemDialogue色卡，对翡翠（宗翔，2017）、红珊瑚（陈文敏，2019）、蓝宝石（韩佳洋，2019）等建立的颜色质量评价体系。通过比色石对钻石的颜色进行分级有严格的环境要求，包括D65光源、白背景以及中性灰的环境，说明环境对宝石颜色由很大的影响。（杨育龄等，2016）研究了光源对碧玺颜色的影响，以单因素方差分析结合光源的光谱功率分布分别研究了对L*、C*、h°的影响，确定了A光源为最佳照明光源，D65光源为最佳评价光源。（吴家晖等，2014）研究了照度对锰铝榴石颜色评价的影响，其中明度影响最直观，间接的影响了色差，评价时需注意照度的控制。对石榴石的色度学研究已有基础的定量分析以及照度对其影响，其中未能将黄色-橙红色颜色范围内的石榴石进行统一的分析，并且缺少光源和背景对其颜色影响的颜色，包括成分与颜色直接的量化关系研究较少，缺少对该颜色系列石榴石较为完善的颜色分级标准。参考文献杨龙星,刘雷,刘红等.高压下石榴子石结构和弹性的第一性原理研究[J].高压物理学报,2019,第33卷(6):31-41.王锦荣,王一铭,张大骞等.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[J].宝石和宝石学杂志(中英文),2020,第22卷(1):20-25.两种CIE色差公式在牙科色彩评价中的比较研究宝石矿物──钙铁榴石的物化性质研究及评价宁远涛.Au-Ag-Cu系开金合金的颜色与色度图[J].贵金属,2012,33(03):65-72.ElectronicStructure,Properties,andPhaseStabilityofInorganicCrystals:APseudopotentialPlane-WaveStudy1999耿海涛.电子探针分析原理及在地质工作中的应用[J].福建质量管理,2018,000(015):95.[8]系统宝石学[9]拉曼散射光谱及其应用[10]StructuralandMicrostructuralCorrelationsofPhysicalPropertiesinNaturalAlmandine-PyropeSolidSolution:Al70Py29N.SIBI1andG.SUBODH1,2G、石榴石金属离子含量与拉曼位移的定量关系研究吴菲，张晓超，朱仲良[13]石榴子石族矿物的拉曼光谱[14]ETECTRONICSPECTRAOFTRANSITIONMETATIONSINSITICATEGARNETSRAYMONDK.MOORE*armWIIIIAMB.WHITE**

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