一種熱發光鋯石的寶石學特征研究

楊章彪,白瑩

滇西應用技術大學珠寶學院，騰沖 679100

前言

鋯石是一種單島狀硅酸鹽晶體。在其結構中[SiO4]四面體呈孤立狀，彼此借助Zr4+相連結。其化學成分為ZrSiO4，化學組成為ZrO 67.22%，SiO232.78%。常含有Hf、放射性元素釷（Th）、鈾（U）等雜質元素，以及MnO、CaO、Fe2O3等雜質[1]。

目前市場上出現一種受熱后可出現發光現象的寶石級鋯石材料。此類鋯石高溫加熱后會發出橙紅―紅色的光，熱源消失，發光現象則隨之消失。目前暫未發現與此類鋯石有關的寶石學研究。本文通過寶石學常規儀器、紫外―可見光分光光度計、傅立葉變換紅外光譜儀、X射線熒光光譜儀等測試手段對具有熱發光現象鋯石的寶石學性質、光譜特征、化學成分等方面進行測試，研究此類鋯石的寶石學特征，初步探究其熱發光的原因。

1 樣品及測試方法

1.1 樣品描述

本文收集了普通鋯石樣品2顆（編號T1、T2；圖1）、熱發光鋯石原石樣品3顆（編號G1、G2、G3；圖2）。其外觀描述見表1。

圖1 普通鋯石樣品Fig.1 Common zircon samples

圖2 熱發光鋯石樣品Fig.2 Thermoluminescent zircon samples

表1 鋯石樣品的外觀描述Table1 Appearance description of zircon samples

1.2 測試方法

本次研究的所有實驗于滇西應用技術大學珠寶學院珠寶檢測中心完成。

寶石顯微觀察使用GEM608T型寶石攝影顯微鏡，放大倍數為10~40倍。

寶石高溫加熱處理使用TORCH400型丁烷噴槍，最高加熱溫度為 1200°C~1300°C。

元素分析使用Quant' x X射線熒光光譜儀，設置的五個條件主要技術參數為條件1：Low Za（環境：vacuum）；條件2：Low Zb（環境：vacuum）；條件3：Low Zc（環境：Air）；條件4：Mid Za（環境：Air）；條件5：Mid Zc（環境：Air）。每個條件下工作時間：45 s，能量范圍：0~40 keV。

紅外光譜測試使用Nicolet iS50傅立葉變換紅外光譜儀，測試范圍：4000~400 cm-1，分辨率：4 cm-1，數據間隔：1.928 cm-1，掃描次數：16，電壓：220V。……