Турмалин с Усамбара-эффектом (оптико-спектроскопическое исследование)

УДК 549.612.1

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.37.01.012

М.Н. Таран (1), Е.В. Науменко (1), А.В. Андреев (2) (1) Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины 03680, г. Киев-142, Украина, пр. Акад. Палладина, 34 E-mail: m_taran@hotmail.com (2) Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко 03022, г. Киев, Украина, ул. Васильковская, 90 E-mail: andreev@univ.kiev.ua Язык: украинский Минералогический журнал 2015, 37 (1): 12-21 Аннотация: Усамбара-эффект — изменение цвета турмалина с темно-красного на густо-зеленый при утончении образца — изучен с применением методов оптической спектроскопии и колориметрических расчетов на образце танзанийского турмалина преимущественно дравитового состава с 0,108 а. ф. е. примеси Cr. Пока зано, что Усамбара-эффект по своей природе тесно связан с александритовым эффектом, однако изменение цвета обусловлено не изменением спектрального состава освещения, а особым соотношением величины пропускания света в двух "окнах прозрачности" (зеленом и красном) и нелинейной (экспоненциальной) зависимостью величины пропускания света от толщины образца. Важным условием оказалось также достаточно высокое содержание хрома для образования глубоких, хорошо сформированных окон прозрачности в зеленой и красной областях видимого диапазона оптического спектра. На примере зеленого хромсодержащего уральского турмалина (0,357 и 0,196 а. ф. е. Cr і Fe соответственно) показано, как примеси других хромофорных ионов, в частности Fe2+ и Fe3+, могут "тушить" Усамбара-эффект. Ключевые слова: турмалин, оптическая спектроскопия, окраска, плеохроизм. Литература: 1. Гуревич М.М. Цвет и его измерение. — М.-Л. : Изд-во АН СССР, 1950. — 270 с. 2. Марфунин А.С. Введение в физику минералов. — М. : Недра, 1974. — 328 с. 3. Платонов А.Н. Природа окраски минералов. — Киев : Наук. думка, 1976. — 264 с. 4. Таран М.М., Кривдік С.Г., Павлова Н.Г. Оптико-спектроскопічне вивчення магнезіально-залізис тих слюд із карбонатитів і ультраосновних порід чернігівського комплексу Північно-Західного При азов’я // Мінерал. журн. — 2013. — 35, № 1. — С. 60—71. 5. Bosi F., Skogby H., Hålenius U., Reznitskii L. Crystallog raphic and spectroscopic characterization of Fe-bearing chromo-alumino-povondraite and its relations with oxy-chromium-dravite and oxy-dravite // Amer. Miner. — 2013. — 98, No 8—9. — P. 1557—1564. 6. Burns R.G. Mineralogical application of crystal field theory. — Cambridge : Cambr. Univ. Press, 1993. — 550 p. 7. Farrell E.F., Newnham R.E. Crystal-field spectra of chrysoberyl, alexandrite, peridot, and sinhalite // Amer. Miner. — 1965. — 50, No 11—12. — P. 1972—1981. 8. Harlovsen A. The Usambara effect and its interaction with other colour change phenomena // J. Gemmol. — 2006. — 30, No 1—2. — P. 1—21. 9. Harlovsen A., Jensen B.B. A new colour-change effect // J. Gemmol. — 1997. — 25, No 6. — P. 325—330. 10. Krzemnicki M.S. Exceptional colour change garnets showing the Usambara effect // Facette. — 2014. — No 12. — P. 16—17. 11. Liu Y., Shigley J.E., Halvorsen A. Colour hue change of a gem tourmaline from Umba Valley, Tanzania // J. Gem mol. — 1999. — 26, No 6. — P. 386—396. 12. Manning P.G. Optical absorption spectra of chromium-bearing tourmaline, black tourmaline and buergerit e // Can. Miner. — 1969. — 10, No 1. — P. 57—70. 13. Mattson S.M., Rossman G.R. Ferric iron in tourmalin e // Phys. Chem. Minerals. — 1984. — 11, No 5. — P. 225—234. 14. Mattson S.M., Rossman G.R. Fe2+-Fe3+ interactions in tourmaline // Phys. Chem. Minerals. — 1987. — 14, No 2. — P. 163—171. 15. Rossman G.R. [Електронний ресурс]. — 2014. — Режим доступу: http ://minerals.gps.caltech.edu/FILES/Visible/CHRYSOBeryl/ch874.b 16. Schmetzer K., Bernhardt H.-J., Balmer W.A., Hainschw ang T. Synthetic alexandrites grown by the HOC met hod in Russia: internal features related to the growth technique and colorimetric investigation // J. Gem mol. — 2013. — 33, No 5—6. — Р. 113—130. 17. Smith G. A reassessment of the role of iron in the 5.000—30.000 cm–1 region of the electronic absorption spectra of tourmaline // Phys. Chem. Minerals. — 1978. — 3, No 4. — P. 343—373. 18. Smith G., Strens R.G.J. Intervalence transfer absorption in some silicate, oxide and phosphate minerals // The Physics of Minerals and Rocks / Ed. R.G.J. Strens. — New York : Wiley, 1976. — P. 583—612. 19. Taran M.N., Lebedev A.S., Platonov A.N. Optical abs orption spectroscopy of synthetic tourmalines // Phys. Chem. Minerals. — 1993. — 20, No 3. — P. 209—220. 20. Taran M.N., Rossman G.R. High-temperature, high-pressure optical spectroscopic study of ferric-iron-bearing tourmaline // Amer. Miner. — 2002. — 87, No 8—9. — P. 1148—1153. Текст

Русский