1　产出特征

    贝齐卡(Betsiaka)蓝宝石产于马达加斯加北部迪耶果—苏瓦雷斯省境内。矿区位于安比卢贝(Ambilobe)北东约30 km处(图1)。蓝宝石原生矿出露岩石主要为第四系碱性玄武岩,具重要经济价值的矿床为残积矿床,已发现7个矿床(点),其中1个已产出200多kg蓝宝石。矿床发现于20世纪90年代中期,由于地处国家森林自然保护区, 1998年初已被禁止开采。

    该区蓝宝石有深蓝色、蓝色、浅蓝色、蓝绿色、黄色等颜色,以蓝色居多。大小一般在1·5~3·0 cm,有桶状、浑圆粒状,透明至不透明,部分蓝宝石经加工后具清晰的六射星光。蓝宝石中Fe2O3, TiO2的质量分数分别为0·06%~1·80%, 0·04%~0·08%,并含微量Ga2O3,Cr2O3(wB<0·01%)等。蓝宝石密度为4·09~3·97 g/cm3,维氏硬度为2 093·8~2 451·0 kg/mm2,折光率1·760~1·768,多色性浅蓝色—蓝色,蓝宝石常具“指纹状”气液包体,不规则气液包体及针状、粒状赤铁矿包体,少量桔红色熔体包体。部分深色蓝宝石中含大量“絮状”及“苔藓状”褐色石墨包体,色带及生长纹明显。

    2　吸收光谱及呈色机理

    将不同颜色的蓝宝石沿晶体C轴方向磨出2个平行面,制成光学晶片,厚度0·5 mm左右。测试仪器为岛津UV—VIS 3000型双光束分光光度计,测试范围350~850 nm。

    蓝宝石吸收光谱(图2)主要由360~390 nm, 430~452 nm, 560~840 nm 3个范围组成。

    (1) 360~390 nm范围的主要吸收峰位于378 nm、388 nm,是由蓝宝石Fe3+的d电子跃图1　贝齐卡蓝宝石矿区地质图Fig. 1　Geologic map of Betsiaka sapphire deposit1—第四系碱性玄武岩; 2—冲积物; 3—火山锥; 4—蓝宝石矿床(点); 5—断层;J1-2—巴通阶白云质石灰岩、泥灰岩; J3-4—巴柔阶石灰岩、泥灰岩及砂岩迁产生的晶体场谱,即6A1g→4Eg(4D ),6A1g→4T2g(4D)引起。

    (2) 430~452 nm范围内的吸收窄带位于450nm附近,也是Fe3+的d-d跃迁产生的晶体场谱,即6A1g→4Eg+4A1g(4G)跃迁。在430~452 nm范围内,不存在442和463nm的吸收峰,这2个吸收峰通常认为是Fe2+对蓝色光的吸收,并能使蓝色蓝宝石带黑色调(如山东昌乐蓝宝石)。