新疆于田和田玉的谱学特征及产地特征研究

新疆是世界重要和田玉产地之一,其中于田产和田玉又为优质山料的代表。研究对来自新疆于田县哈尼拉克、阿拉玛斯、赛迪库拉木、齐哈库勒四个矿点的48块和田玉样品进行谱学特征及化学成分分析,采用常规宝石学测试、傅里叶红外光谱、激光拉曼光谱以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱等现代谱学仪器测试。结果表明,新疆于田和田玉样品颜色呈青色、青白色、青黄色、黄白色、灰白色特征,样品呈典型油脂—玻璃光泽,不透明—半透明,为多晶质集合体,折射率在1.61～1.62范围,相对密度范围为2.95～2.99。新疆于田和田玉样品的红外光谱显示了900～1 200和400～760 cm-1范围内透闪石的特征吸收谱带。O—Si—O反伸缩振动、对称伸缩振动显示为位于1 143,1 096,1 040,995和925 cm-1处的峰,Si—O—Si对称伸缩振动显示为位于763和689 cm-1处的峰,而538,512,465和420 cm-1处的峰与Si—O弯曲振动、M—O的晶格振动及OH平动有关。新疆于田和田玉的拉曼光谱符合透闪石谱学特征,其中120,175,220,365和389 cm-1处是晶格振动峰值,670 cm-1峰值代表了闪石类矿物的Si—O—Si伸缩振动,931,1 029和1 060 cm-1是由于Si—O伸缩振动,3 672和3 680 cm-1属于M—OH伸缩振动。新疆于田和田玉的主要成分为MgO,CaO和SiO₂,稀土元素特征显示为δCe值为0.068～3.902,平均值1.064;δEu值为0～8.832,平均值0.343,具有负Eu异常;LREE/HREE为0.010～3.369,平均值0.682。ΣREE值为0.407～18.768,平均值3.138。利用微量元素特征和稀土元素特征可从化学成分方面将新疆于田和田玉与韩国春川、新疆且末、青海三岔河等其他代表性产地的和田玉进行区分。新疆于田和田玉的谱学特征及成分信息丰富了和田玉产地信息数据,为进一步研究提供参考,未来可以根据宝石学特征、谱学特征和稀土元素、微量元素特征提取各产地和田玉的产地信息,结合和田玉成矿地质条件背景,使和田玉产地精细溯源至每个矿点矿脉成为可能。     

初步运用LA-ICP-AES区分不同产地的绿松石

目前宝玉石文物无损,微损分析检测技术发展较快,激光剥蚀电感耦合等离子体光谱法(LA-ICP-AES)作为几乎无损的分析方法具有多重优点。尝试采用该方法检测包括辣子崖采矿遗址绿松石在内的东秦岭五处不同产地的绿松石样品,获得样品的主,微量元素数据。运用主成分模型(PCA)分析数据结果,得到3个主成分,其累计方差贡献率达84.96%。前两个主成分的方差贡献率为72.29%,确定其所对应的V₂O₅,NiO,B₂O₃,SrO,BaO,CaO,ZrO,MnO₂为不同产地绿松石的特征化学成分。经相关化学成分的对比分析发现,不同矿点所产绿松石样品在某些化学成分含量方面存在差异,且相关化学成分的比值散点图也呈现一定程度的产地聚集性,两种分析方式相结合可基本实现不同产地绿松石的鉴别。还发现某些化学成分含量存在某种程度的正,负相关关系,此现象既可以成为研究绿松石矿的成因的线索,亦可以作为样品的产地特征。研究结果初步表明LA-ICP-AES结合PCA和化学成分含量对比分析,在一定程度上具有区分不同产地绿松石的功能。     

三维荧光光谱在蓝宝石成因及产地指示作用中的研究——以斯里兰卡和老挝蓝宝石为例

判别蓝宝石成因及产地是宝石学研究中的重要内容,区分蓝宝石属于变质岩型或玄武岩型通常需要使用光谱学分析、内含物分析、化学成分分析结合的方法.选取斯里兰卡变质岩型蓝宝石和老挝玄武岩型蓝宝石进行研究.两地蓝宝石的紫外-可见-近红外吸收光谱测试、化学成分分析结果分别符合变质岩型和玄武岩型蓝宝石的基本特征.三维荧光光谱测试表明,...     

新疆和田玉子料表皮次生矿物谱学研究

和田玉子料是经过长期的河流冲刷、搬运、沉积而成的和田玉次生矿石,因独特的皮色特征深受消费者喜爱。一段时期以来,和田玉子料价格不断上涨导致市场上出现不少人工制作的和田玉仿子料。对和田玉子料与仿子料的鉴别成为了消费者、从业者乃至鉴定实验室经常面临的难题。选用一组具有代表性的新疆和田玉子料样品开展研究,这些样品来源可靠并根据形态学和皮色分布特征进行了子料属性的确认,在此基础上通过宝石显微镜观察、激光拉曼光谱测试、红外光谱测试、 X射线粉晶衍射光谱测试和紫外-可见光漫反射光谱测试对和田玉子料表皮的次生矿物进行了研究。宝石显微镜观察结果表明,和田玉子料表皮除了可见红-黄色皮及棕褐色树枝状矿物集合体外,可见裂隙内存在平行排列的片状矿物集合体,表皮凹坑内存在纤维状矿物、具极完全解理面矿物和不均匀薄膜状分布矿物等次生矿物。拉曼光谱测试表明,和田玉子料表皮基础矿物与其内部主要矿物一样仍为透闪石。和田玉子料表皮拉曼光谱的荧光强度和被测试区域的风化程度有关,强烈风化作用产物的荧光不仅使次生矿物的拉曼谱峰被掩盖,甚至使表皮原生矿物透闪石的次要谱峰也被弱化。红外光谱和X射线粉晶衍射测试显示,和田玉子料样品裂隙内...     

不同产地和陈化年限普洱茶的表面增强拉曼光谱鉴别分析研究

为了寻求一种快速鉴别分析不同产地和陈化年限的普洱熟茶科学的方法,本文采用表面增强拉曼散射光谱技术,在600～1 800cm-1的拉曼波段比较了云南三大普洱茶产地和四个不同陈化年限的普洱熟茶的拉曼光谱的异同点。结果:不同产地和陈化年限的普洱熟茶的拉曼光谱走势基本一致,但是由于不同产地和陈化年限的普洱熟茶之间的化学成分存在着差异,导致它们的拉曼光谱之间存在着明显的差别,利用这些差别可以快速、简便鉴别分析不同产地和陈化年限的普洱熟茶。     

平顶山应国墓地出土原始瓷的制作工艺和产地

原始瓷一直是学术界所关心的重要问题,其产地和工艺关系到我国古代陶瓷发展模式以及商周文化面貌研究,具有十分重要的学术价值。采用XRF和XRD等科技手段,对最新出土的河南平顶山应国墓地遗址7枚原始瓷片进行了测试和产地推测。分析结果显示,应国墓地原始瓷瓷釉中磷含量明显偏高,暗示其使用了草木灰作为原料。与其他已发表的原始瓷数据相比,应国墓地出土原始瓷瓷釉的Ca/Al和P/Al值明显不同,暗示其配方工艺与南方产地产品有所差别。分析结果显示,应国墓地原始瓷产地不在南方。     

FTIR应用于原产地中药材白芍的测定方法研究

采用傅里叶变换红外光谱不同的测定方法进行了白芍的测试比较,并对白芍木质部及外表皮部、不同产地的药典白芍进行了质量分析,结果显示白芍木质部与外表皮部含有相同的化学成分,但所含的芍药苷及其衍生物的含量木质部比外表部要高,而在杭白芍、亳白芍及川白芍中,以杭白芍的质量为佳.     

赞比亚、坦桑尼亚和澳大利亚紫红-棕红色石榴石的成分和光谱学对比

紫红-棕红色石榴石是最常见的石榴石品种,其产地来源较多,不同产地因色调和净度不同,价格差异较大,具有产地鉴别的意义。针对坦桑尼亚,澳大利亚,以及新近发现的产地--赞比亚Magodi地区三个产地的样品进行了化学成分和光谱学特征的测试和对比研究。通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱技术（LA-ICP-MS）进行主微量成分分析,发现三个产地的石榴石均为镁铝-铁铝榴石系列矿物。对17种化学成分进行线性判别分析(LDA),能以96.7%交叉检验准确率对三个产地进行区分。根据标准化典则判别函数的系数,发现MgO,FeO,MnO,Co和Sc等成分对于判别的贡献较大。根据稀土元素配分曲线,发现澳大利亚石榴石在重稀土元素上呈明显上升趋势,计算各样品的重稀土元素和轻稀土元素总含量的比值,澳大利亚为191-334,坦桑尼亚为50-164,赞比亚为9-175。通过拉曼光谱测试,发现随着Mg含量的增加和Fe含量的减少,与Si-O键伸缩振动、Si-O键弯曲振动和硅氧四面体转动有关的拉曼峰向高波数偏移,偏移量与Mg、Fe含量线性相关,澳大利亚样品拉曼峰位整体偏向低波数。三个产地的石榴石在色调上有一定区别,紫外-可见吸收光谱发现这种区别来自于425nm处吸收强度的不同。此外发现,368和503 nm处吸光度的比值具有明显的产地差异,澳大利亚的比值大于1.3,赞比亚介于0.8和1.3之间,坦桑尼亚小于0.8。     

部分可解释机器学习方法的高光谱人参产地识别和分析

人参是传统中药材中的贵重品种,具有较高的经济价值.人参生长的地域性很强,不同产地人参有效成分含量存在差异,人参因"道地"与否,会导致其质量、医学效用和经济价值的差异,因此人参产地识别的意义重大.目前常通过磨粉提取等制备,再采用化学或光学等多种手段检验人参产地,但会造成样本破坏.而基于外观性状或芦头特征的鉴别,因主观性差...     

和田玉的太赫兹光谱研究

用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术研究材料的光学性质是太赫兹应用领域的一个研究热点,国内已经在毒品,爆炸物的无损检测,有机物大分子的识别方面取得了大量成果。文章结合THz-TDS技术的特点及其在物质成分识别方面的应用,测得三种和田玉(羊脂白玉,青花玉,青玉)在0.2~2.6 THz的吸收系数和折射率曲线,不同种类的和田玉吸收系数差别很大,折射率在0.2~2.6 THz波段为2.4~2.7。实验结果初步说明,通过太赫兹波段的吸收谱和折射率的特征差异与种类之间的关系判断和田玉的种类是可行的,为无损和田玉种类鉴别提供一种新型的方法。     

激光诱导击穿光谱和人工神经网络的青白色软玉产地溯源

建立基于激光诱导击穿光谱仪技术获取的半定量青白色软玉的微量元素含量的人工神经网络模型,以促进人工神经网络技术在宝石产地溯源方面的应用。以我国新疆、广西、江苏、青海,以及韩国和俄罗斯六个产地的青白色软玉为样品,利用激光诱导击穿光谱仪在颜色均匀干净的部分获取元素含量数据。使用数据筛选原则对数据进行了筛选和Al的归一化处理之后,以因子分析和线性回归分析讨论了数据间的共线性,在数据间不存在明显多重共线性的情况下建立了三层人工神经网络的判别模型。结果表明,所选取的每个变量的VIF值小于5,数据间不存在明显的多重共线性,因子分析的KMO值小于0.6,表明变量间无明显关系。同时利用软玉t-SNE图对数据进行降维和可视化处理,t-SNE图显示大部分数据点都重叠在一起,表明对此数据进行简单聚类和相关分析是无法区分产地的,因此选择人工神经网络的方法对六个产地的数据进行产地判别分析。经人工神经网络模型迭代判别之后,模型对我国新疆、广西、江苏、青海,以及韩国和俄罗斯六个产地的青白色软玉判别的精度达到0.933,其中韩国软玉的数据判别结果精度最高,达到0.995,误差为0.028,青海软玉的数据判别结果最低为0...     

ICP-AES法测定玉米秸秆中的微量元素含量

采用高压硝化罐处理样品,以ICP-AES法测定了我国山西、北京、新疆、山东、内蒙、甘肃、陕西、吉林、云南、江苏10个不同省区不同品种玉米秸秆中Zn,Mg,Mn,Sr,Fe,Co,Ni和Se八种微量元素的含量。实验确定加入5 mL硝酸、3 mL高氯酸以及3 mL氢氟酸,将硝化罐置于130 ℃油浴中4 h,即可将样品完全消解。此方法测定各地区玉米秸秆中Zn的回收率在96.5％～103.8％之间,Mg的回收率在98.0％～102.5％之间,Mn的回收率在95.7％～104.1％之间,Sr的回收率在97.1％～103.2％之间,Fe的回收率在95.1％～101.3％之间,Co的回收率在95.1％～104.5％之间,Ni的回收率在97.0％～103.5％之间以及Se的回收率在95.9%～104.6％之间。所有元素测定结果的相对标准偏差均小于5.00%。方法简便、快速、灵敏度高、准确性好、可多元素同时测定,且对环境污染小。     

不同产地软玉的拉曼光谱分析及在古玉器无损研究中的应用

利用拉曼(Raman)光谱技术分别对中国新疆、青海、江苏、辽宁及韩国、俄罗斯、加拿大、新西兰和澳大利亚的软玉样品进行无损分析研究。首先利用拉曼光谱区分了透闪石型和阳起石型软玉, 并对软玉双链结构中Na+、K+对Ca2+以及Al3+对Si2+的不同置换程度引起低频区域特征峰的漂移进行分析, 同时还研究了表面状态和显微结构对674cm-1附近峰强的影响。最后利用拉曼(Raman)光谱技术结合质子激发X射线荧光(PIXE)和X射线衍射(XRD)对河南安阳殷墟遗址、河南省洛阳地区和浙江良渚遗址出土的9件中国古代玉器进行透闪石型软玉的矿相标定, 证明拉曼光谱在中国古玉器结构测试和材质鉴定中是一种很好的无损分析手段。     

湿法消解-FAAS测定4省区藏药南寒水石中的钙及5种微量元素

使用湿法消解-FAAS测定4省区（西藏、青海、甘肃、四川）藏药南寒水石中钙及5种微量元素铁、锰、锌、铜、镁的含量。采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法对微量元素进行测定。该方法快速、准确,以期所测数据为藏药南寒水石实际用药及其质量标准的制定提供参考。     

HR-ICP-MS对黄河甘宁蒙段过滤水和悬浮物中稀土元素含量测定与分馏作用研究

采用高分辨电感耦合等离子质谱(HR-ICP-MS)对黄河甘肃、宁夏、内蒙古段12个采样点过滤水和悬浮物中稀土元素含量进行了测定,并对悬浮物中稀土元素的分馏作用进行了研究。结果表明：过滤水中稀土元素含量较低,含量最高的元素镧(La)浓度仅为32.0 ng·L-1,稀土元素总量平均值为47.5 ng·L-1,以包头磴口(S1)和三湖河口(S2)最高,分别为130.0和100.0 ng·L-1,可能是由外源稀土进入水体所致;悬浮物中稀土元素总量平均值为167.8 mg·kg-1,与中国土壤背景值相近,其中,甘肃什川桥采样点(S11)重稀土元素含量明显高于其他采样点,表明该采样点受到外源重稀土的影响。悬浮物中稀土元素球粒陨石标准化结果与中国土壤分布模式相同,表现为轻稀土元素富集,铕(Eu)中度亏损,铈(Ce)呈现弱的亏损,表明悬浮物中稀土元素主要来源于土壤风化作用。     

微波消解-ICP-AES法测定玉米芯中的微量元素含量

采用微波消解处理样品,以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定了我国北京、山东、吉林、云南、新疆、甘肃、山西、陕西、江苏、内蒙十个省区玉米芯中Zn,Mg,Mn,Sr,Fe,Pb,Cu和Se八种元素的含量。加入1.5 mL 68%的HNO₃以及0.5 mL HF作为消解剂,在400 W微波功率下3步即可完全将样品消解。测定上述八种元素的相对偏差及回收率分别为: 0.72%～4.16%,95.5%～104.5%;1.58%～3.66%,98.2%～103.5%;0.19%～4.58%,97.0%～103.2%;1.31%～4.90%,95.7%～104.1%;1.40%～4.01%,95.9%～104.6%;1.55%～4.28%,95.1%～104.5%;2.16%～5.00%,96.4%～103.5%;2.00%～4.99%,95.1%～101.3%。方法快速、简便、灵敏度高、准确性好,可多元素同时测定,且无损失和环境污染小。     

光谱法分析研究新疆瓜果微量元素含量

利用原子吸收法和原子发射法对新疆十一类瓜果八种微量元素进行检测,并与中国生物标准进行比较分析。 结果发现,新疆和田地区苹果含锌66.75 mg·kg-1、含钾819.2 mg·kg-1、含锰4.657 mg·kg-1,大枣含锶8.62 mg·kg-1;新疆库尔勒地区石榴含钾687 mg·kg-1;新疆哈密地区大枣锰、锌、锶、钙、铁、镍和钾七种微量元素含量均高出各相应的中国生物标准;在十一类瓜果中铜元素含量均低于中国生物标准;八种微量元素含量平均值在新疆库尔勒石榴、新疆和田苹果、新疆哈密大枣中表现很高（分别为91.82, 121.5, 275.3 mg·kg-1）;在新疆五家渠种植的西瓜中八种微量元素表现出果皮中平均含量（54.19 mg·kg-1)是瓤中平均含量(48.69 mg·kg-1)的1.11倍。其研究结果对新疆瓜果营养成分研究提供科学的基础数据。     

近红外光谱技术快速鉴别蜂胶品种的可行性研究

不同植物源的蜂胶物质组成不同,其生理和药理活性也存在着一定的差异。目前主要是根据蜂胶中物质组成及其含量的不同来鉴别蜂胶植物源,存在着一些局限性。因此,建立一种快速、准确鉴别蜂胶植物源的方法具有重要的意义。以三种不同植物源的蜂胶(杨树型蜂胶、桦树型蜂胶和橡树型蜂胶)为研究对象,利用傅里叶变换近红外光谱仪对蜂胶的无水乙醇溶液进行光谱扫描,采用主成分分析结合马氏距离判别法和典型判别分析分别建立蜂胶品种的判别模型并对其性能进行检验。结果表明： 在经过光谱预处理和主成分分析后,得到最佳的光谱建模波段为4 500～12 000 cm-1,最佳的光谱预处理方法为一阶导数+Savitzky-Golay(7)平滑;主成分分析结合马氏距离判别法建立的判别模型校正集和检验集的判别准确率分别为93.62%和82.61%;典型判别分析建立的判别模型的判别准确率为91.4%,交叉检验的判别准确率为88.6%。由此可知,主成分分析结合马氏距离判别法与典型判别分析对蜂胶样品的分类效果均较好。近红外光谱技术结合化学计量学方法应用于蜂胶植物源的快速、准确鉴别具有一定的可行性和实用性。     

基于近红外光谱和模式识别技术鉴别大米产地的研究

利用近红外光谱和模式识别技术建立了大米产地的快速鉴别方法。首先对119个地理标志产品响水大米和90个其他产地的大米(即非响水大米)的近红外光谱进行一阶导数和平滑处理,利用主成分分析法(PCA)对数据进行降维,通过前三个主成分的载荷图确定了相关性最大的特征波段(7 700～6 700 cm-1与5 700～4 300 cm-1)。在全波段内,凝聚层次聚类和Fisher’s判别鉴别方法都可以100%正确的鉴别响水大米和非响水大米;对于非响水地区的大米的具体产地判别,聚类分析正确率为91.9%,Fisher’s判别分析方法的正确率为96.7%。同时,在特征波段内,对大米产地聚类分析的准确度高于全波段范围内分析结果,说明选取的特征波段具有较强的代表性,是优化模型的有效方法之一。