R-3000便携式拉曼光谱仪在翡翠鉴定中的应用

使用R-3000便携式拉曼光谱仪,对缅甸原料、腾冲工艺的3个翡翠饰件和一个昆明古玩城所购翡翠挂件进行了无损鉴定。通过对检测样品拉曼光谱的比较研究,得出了有2个样品是由天然翡翠原料所制成;有一个样品含石蜡填充物;而有一个样品与天然翡翠无关,而是由石英岩（SiO2）为主要材料制成的,是假翡翠的结论。说明了R-3000便携式拉曼光谱仪,在玉石翡翠检测鉴定中是十分方便、快捷、准确的。     

拉曼光谱(785 nm)在翡翠检测中的应用

翡翠是一种名贵玉石,被誉为“玉石之冠”。随着翡翠处理技术的不断提高和处理翡翠的流入市场,给翡翠的检测带来了极大的困难。作者研究工作使用的拉曼光谱仪(785 nm)秉承了以往测试所用拉曼光谱仪(514 nm)无损、快速、准确的特点,还具有荧光弱的优点。通过大量翡翠样品的测定,证实拉曼光谱仪(785 nm)是一种有效检测翡翠是否是天然产的仪器,通过测试结果分析得出：天然绿色翡翠荧光极强,其取决于翡翠晶格中Cr3+的含量,其他颜色翡翠显示硬玉的特征拉曼移位1 045,698,373 cm-1。染色翡翠绿色部位拉曼信号弱,所需积分时间长,拉曼位移高频区产生多个拉曼峰,有时可见有机拉曼峰;荧光现象明显及拉曼峰的湮没,说明翡翠经有机物充填和酸处理致表层晶体结构破坏。     

翡翠B货的拉曼光谱鉴别

与传统宝石鉴定相比 ,拉曼光谱在漂白或注胶翡翠 (B货翡翠 )的鉴别中是一种快速、无损、微区分析方法 ,特别对于宝石中的包体和填充物尤其有效[1 ] 。翡翠中经常充填各种油、蜡、胶 (如石蜡、石蜡油、AB胶、环氧树脂等 )来增强其透明度[2 ] ,由于它们化学成分、化学结构的不同 ,在拉曼光谱中显示不同的峰位特征。环氧树脂的特征峰主要属于苯环的 :1 60 9和 1 1 1 6cm- 1 两个C—C伸缩振动 ,3 0 69cm- 1 C—H的伸缩振动以及 1 1 89cm- 1 C—H的面内弯曲振动 ,而用于翡翠抛光处理的石蜡不具有苯环的特征峰 ,据此可作为鉴别B货翡翠的依据。     

常见翡翠产地的激光拉曼光谱特征研究

缅甸是商业性翡翠主要产地,危地马拉、俄罗斯也有翡翠产出。不同产地的翡翠价值差异较大,其他产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取价格上涨。迫切需要一种可靠方法来确定地理起源,翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义,目前主要在翡翠生成时代、矿物组合、硬玉组分含量等方面探讨不同产地翡翠,缺乏快速有效鉴别产地的方法,以缅甸、俄罗斯、危地马拉翡翠为研究对象,对不同产地翡翠样品的激光拉曼光谱特征研究发现：缅甸翡翠矿物为硬玉、绿辉石、透闪石;危地马拉翡翠矿物相对复杂,为硬玉、绿辉石、绿泥石、榍石;俄罗斯翡翠矿物为硬玉、钠长石、绿辉石。对比不同产地硬玉矿物拉曼特征发现,缅甸翡翠硬玉矿物分别在1 037,988,697,372和201 cm-1等处显示硬玉的典型光谱特征。在1 020,679,369和216 cm-1处附近显示为绿辉石特征拉曼峰,在215,332,394,680和1 073 cm-1 处有明显透闪石吸收峰,为翡翠中的次生矿物。危地马拉翡翠硬玉矿物多叠加680和218 cm-1拉曼峰值,为绿辉石特征的峰值,还含有603,537和306 cm-1附近绿泥石特征拉曼光谱峰值,表明危地马拉翡翠硬玉矿物多被Fe,Mg和Ca元素的类质同像替换,形成硬玉-绿辉石固溶体矿物,硬玉矿物表面检测出603,537和306 cm-1绿泥石特征拉曼光谱峰值,硬玉矿物表面发生绿泥石蚀变。俄罗斯翡翠硬玉拉曼峰值,多叠加1 100,507,473和164 cm-1附近钠长石特征拉曼峰值,俄罗斯翡翠硬玉颗粒普遍被钠长石交代,表面多分布灰绿色网脉,显示1 025,669,366和219 cm-1绿辉石矿物拉曼峰值。     

常见翡翠的三维荧光光谱特征研究

翡翠为一种珍贵的玉石。不同品级的翡翠价值差异巨大,翡翠经充填、染色等处理以提高外观质量,并冒充天然翡翠。鉴别翡翠就显得非常必要。全面收集了市场上常见的A,B,C,不同颜色B+C货翡翠样品,在常规宝石学特征描述的基础上, 进行了三维荧光光谱测试。三维荧光光谱技术是近年发展起来的一门新的荧光分析技术,该技术在宝石学方面还未得到广泛应用。目前主要依赖红外光谱对经充胶处理的宝石进行无损检测,其测试结果会受到样品表面抛光程度及样品透明度的影响,三维荧光光谱技术对样品抛光程度及透明度要求不高,在一定程度上能避免红外光谱由于抛光程度、透明度对测试结果的影响,采用三维荧光光谱技术对市场上不同处理类型翡翠样品的三维荧光光谱特征进行分析, 结果显示：除A货翡翠没有荧光反应外, B货翡翠荧光中心多集中在380 nm(λ_ex)/440 nm(λ_em),在长波紫外灯下具有中强蓝白色荧光。C货翡翠荧光中心集中在365 nm(λ_ex)/443 nm(λ_em),在长波紫外光下呈弱紫色荧光,B+C紫色翡翠荧光中心集中在365(λ_ex)/443 nm(λ_em), 长波紫外光下具有蓝紫色荧光。B+C绿色翡翠荧光峰值主要集中在290(λ_ex)/308 nm(λ_em),短波紫外光下具有弱蓝白色荧光。B+C黄色翡翠荧光峰值集中在335(λ_ex)/377 nm(λ_em), 长波紫外光下具有弱绿色荧光。B+C红色翡翠荧光峰值为290(λ_ex)/308 nm(λ_em),长波紫外光下具有弱绿色荧光。在255 nm激发光源下时,不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-蓝区域,发光中心波长呈B+C绿色翡翠>B货翡翠>C货翡翠,在365 nm的激发光源下,翡翠样品的荧光明显强于短波,不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-绿区域,发光中心波长呈B+C黄色翡翠>B+C绿色翡翠>B+C紫色翡翠>C货翡翠>B货翡翠的大小关系。三维荧光光谱有助于表征树脂,有机染料及金属染剂, 它能快速有效鉴别不同方法处理的翡翠类型。     

大型光谱仪器在翡翠检测中的应用

近期珠宝市场上出现一些在内部结构、风化面、质地和颜色等方面与翡翠及其相似的赝品。 出现的仿冒翡翠赝品有闪石类岩石、白云质大理岩、斜长石、阳起石和钙长石等。采用红外光谱仪、拉曼光谱仪、X光粉晶衍射仪和电子探针等仪器和其他检测手段对比较典型的翡翠原料赝品进行鉴定和分析。提供了近期翡翠原料赝品品种、相关检测数据和外部特征。在此基础之上,对光谱仪器在翡翠检测中的应用和特点进行了归纳和总结。讨论了红外光谱仪、拉曼光谱仪、X光粉晶衍射仪在检测翡翠“B”货中的应用。这些分析数据和图片对于目前翡翠成品和翡翠原料的鉴定、评估和商贸有较高的参考价值和意义。     

人工翡翠的高温高压合成及表征

模拟天然翡翠成矿原理,采用优化的合成工艺,在高温高压下将非晶质的翡翠成分粉末转化为晶态翡翠,部分合成翡翠的质地温润细腻、色泽均匀,具有高档翡翠的品质。X射线衍射(XRD)物相分析和扫描电镜(SEM)显微分析结果表明:合成样品结晶矿物为硬玉,且结晶程度较好,晶粒细密,编织致密有序。拉曼光谱显示,合成翡翠的拉曼特征峰位与天然翡翠一致,且谱线尖锐,表明其结晶程度高。合成翡翠的硬度、密度和热稳定性等常规宝玉石参数也与天然翡翠接近。研究发现,在实验所采用的温度、压力范围内,温度对合成翡翠晶粒的生长和编织情况有很大的影响。     

美国通用电气公司宝石级合成翡翠的振动谱学研究

对近来面市的美国通用电气公司的宝石级合成翡翠,使用傅里叶红外光谱仪、 激光拉曼光谱仪等谱学分析测试仪器进行测试,研究其振动光谱,试图从振动谱学的角度分析研究这种合成翡翠的特征,并比较它与天然翡翠的异同。研究结果表明： 在红外光谱方面： 美国通用电气公司宝石级合成翡翠的指纹区与天然翡翠的基本相同; 而在基团频率区,则有明显的不同： 在3 400～3 700 cm-1范围内显示一组由OH的伸缩振动导致的特征吸收谱带: 3 375,3 471和3 614 cm-1。揭示了合成翡翠中含有一定数量的羟基。在拉曼光谱方面,一组376,700,989和1 039 cm-1的尖锐吸收峰一方面显示了和天然翡翠的拉曼特征一致性,另一方面也显示其具有完好的结晶形态,红外光谱和拉曼光谱均显示了样品中重质量的阳离子的缺乏。     

缅甸翡翠中黑色条带的表征研究

在缅甸矿区发现一种具有黑色条带的翡翠,外观呈现灰黑色至黑色。X射线粉晶衍射物相分析表明,该种翡翠的主要矿物成分为硬玉与少量的绿辉石。扫描电子显微镜观察到该翡翠的硬玉晶粒间隙与张性裂隙中密布着大量细小的黑色矿物包体,拉曼光谱观测到1 582 cm-1的特征峰,部分包体同时出现1 346 cm-1的峰,表明该矿物包体为石墨,根据其拉曼特征进一步标识为石墨单晶与无定形石墨。这些黑色石墨包体以各种形式结合成尺寸不一的组合,在3 000 nm至可见光波长范围区间造成极大的光散射损耗,导致包体密集区域透明度大大降低,形成黑色条带的外观。通过显微观察在样品中还发现两组锆石包体,经拉曼光谱测试证实其结晶度高,未出现明显的蜕晶化,属于高型锆石。     

缅甸翡翠化学成分的变化对其红外光谱的影响

缅甸翡翠是以硬玉为主要矿物的多晶集合体,硬玉的晶体化学成分可以用NaAlSi₂O₆来表示,天然产出的硬玉常常存在类质同象替代,Na被Ca替代,Al被Mg,Fe,Cr等元素替代,形成不同的翡翠类型,使得翡翠的化学成分变得更加复杂,而且其物理性质也产生变化,这种变化包括颜色、透明度、折射率、比重、结晶程度以及红外吸收光谱的特征。探索了翡翠的化学成分对其红外光谱的影响及规律,使用傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR）对10个含不同化学成分的缅甸翡翠样品进行漫反射法测量,分析结果表明,翡翠的红外吸收峰的位置随着样品的Na/Na+Ca的摩尔比例增加而向高波数发生位移;在低波数区域,在424, 576和658 cm-1附近的吸收峰位的波数与Na/Na+Ca比值存在很好的线性相关,相关系数依次为R2₁=0.944 2,R2₂=0.928 3,R2₃=0.909 7。采用红外光谱测试技术结合所建立的线性模型可以推断未知翡翠样品的Na/Na+Ca的摩尔比例,当翡翠样品的Na/Na+Ca比值等于0.8时,红外吸收峰应该在658.7, 574.5, 422.5 cm-1处;如果翡翠样品的红外吸收峰波数＜658.7,＜574.5 cm-1,＜422.5 cm-1,则翡翠样品的Na/Na+Ca比值小于0.8,为绿辉石质翡翠;如果翡翠样品的红外吸收峰波数＞658.7,＞574.5,＞422.5 cm-1,则翡翠样品的Na/Na+Ca比值大于0.8,为硬玉质翡翠。该工作为红外光谱技术测量翡翠样品,分析翡翠化学成分,确定翡翠矿物种属提供了一种快捷、省时、方便的无损测量分析方法。