白-黄色系绿松石“伴生矿”的红外光谱表征及其意义

近期在市场上出现了许多与绿松石相似的天然矿物,市场上俗称绿松石“伴生矿”,被商家作为天然绿松石的特殊品种售卖。这些与绿松石外观极为相似的天然矿物,给鉴定工作带来了一定的困难。为了探索识别的方法,选取市场上常见的白色和黄色品种的天然绿松石伴生矿,通过常规宝石学测试,红外吸收光谱及X射线粉晶衍射对其宝石学特征及矿物组成进行了分析和研究。结果表明：白色系和黄色系天然似绿松石矿物样品均显示不同程度的土状光泽-弱玻璃光泽,均不透明,结构比较疏松。白色系样品折射率约为1.51,相对密度为1.86～2.28;黄色系样品折射率约为1.57～1.60,相对密度为2.32～2.72。白色和黄色天然绿松石伴生矿的组成类型复杂,同色系样品的矿物组成也不尽相同。X射线粉晶衍射测试结果显示：白色系样品的主要矿物为磷铝矾和磷钙铝矾;黄色系样品的主要矿物为钠明矾石。白色和黄色系样品的红外吸收光谱均显示有SO₄/PO₄的基团振动,峰形、峰位区别较大。根据不同样品的主要矿物组成特征,将其红外吸收光谱进行分类,可对其进行快速有效的无损鉴定。     

一类绿松石仿制品的宝石学特征研究

绿松石的仿制品由来已久,早期主要以染色压制碳酸盐为主,后期陆续出现天然矿物的绿松石仿制品,如染色磷铝石、染色玉髓以及染色菱镁矿等,这些仿制品普遍不具有天然绿松石的颜色和结构特征,物理和光学性质与天然绿松石也有较大差异。选取市场上新出现的一类绿松石仿制品为研究对象,采用常规宝石学测试方法、红外吸收光谱及X射线粉晶衍射重点对其矿物组成、宝石学性质以及结构特征进行了研究。研究结果表明：该类绿松石仿制品表面可见角砾状构造,铁线浮于表面,分布形态单一,蓝色样品上可见明显的深蓝色颗粒,白色样品上见少量黑色点状物质,为典型的压制处理特征,蓝色绿松石仿制品则经染色压制处理。此类绿松石仿制品折射率在1.54～1.58,较天然绿松石低并具明显的蓝白色紫外荧光,可作为鉴别其与天然绿松石差异的重要证据。X射线粉晶衍射说明该类绿松石仿制品主要由顽火辉石与石英组成。红外吸收光谱显示该类绿松石仿制品的吸收谱峰主要表现为顽火辉石的典型吸收光谱,在1 088和799 cm-1附近的吸收峰则与石英中的Si—O和Si—O—Si伸缩振动有关;2 947和2 882 cm-1附近的吸收峰与外来的有机树脂中CH₂的伸缩振动有关,1 736和1 510 cm-1附近的吸收峰,则由CO伸缩振动和CH₂的弯曲振动所致。     

一种新型绿松石仿制品的谱学特征研究

近年来,一种绿松石的伴生石矿物作为绿松石仿制品在市场上出现,被称为“紫罗兰”、“白水牛”等,日益受到消费者的欢迎。通过常规宝石学基本测试及X射线荧光光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线粉晶衍射仪、扫描电镜、紫外-可见光分光光度计等测试技术,对市场上这种称做绿松石伴生石的玉石进行了化学成分、矿物组成、微观结构和光谱特征的综合测试分析,并对其呈色机制进行了探讨。X射线荧光光谱显示样品的化学成分较复杂, 不同颜色的样品所含元素基本一致,主要有Ca,Al,P,Cu,Si,K,Fe和Ba等元素;根据样品红外光谱的峰位及强度可以推断样品所含的阴离子团主要是PO3-₄;由样品的X射线粉晶衍射可推断该玉石主要矿物为纤磷钙铝石、磷钙铝石;扫描电镜显示样品致密,由无数鳞片状、叶片状及不规则粒状集合体组成;通过对可见光吸收光谱的分析,推测样品是由Fe3+离子中的电子跃迁致色,Fe3+含量不同导致样品颜色不同。     

湖北竹山黄绿色-绿色绿松石伴生矿的谱学研究

近年来绿松石市场上出现了俗称"绿松石伴生矿"的天然矿物,颜色丰富,有紫色、白色、褐黄色、黄绿色、绿色等,其中黄绿色-绿色系绿松石伴生矿相对其他颜色绿松石伴生矿与绿松石外观较为相似,鉴别难度较大。为探究其鉴别特征,选取两块来自湖北省竹山县市场的黄绿色-绿色系伴生矿原石(样品E和F),对其进行基础宝石学、电子探针、 X射线粉晶衍射、显微激光拉曼光谱及紫外-可见分光光谱测试。测试结果显示该色系绿松石伴生矿的主要矿物成分为氟磷灰石(Ca_5(PO_4)_3F)、白云母(KAl_2(AlSi_3O_(10))(OH)_2)等。电子探针背散射照片显示样品为结晶颗粒细小的多物相混杂的混合物,化学成分定量测试结果表明深色物相为含铝的硅酸盐,而浅色物相为含钙的磷酸盐,此外两样品含有2.27～6.22 Wt%的CuO和2.43～4.99 Wt%的FeO;有损测试X射线粉晶衍射可准确测试样品主要矿物为氟磷灰石和白云母及少量绿松石;样品的氟磷灰石和白云母典型拉曼谱峰可作为有效鉴别依据,其中964 cm~(-1)附近氟磷灰石的典型拉曼谱峰以及203, 432, 709和3 626 cm~(-1)附近白云母的典型拉曼谱峰可将其与绿松石有效鉴别。紫外-可见吸收光谱测试结果表明样品的颜色成因与绿松石相似,主要是由Cu~(2+)和Fe~(3+)的电子跃迁所致。通过对该色系样品相对较系统的谱学测试,笔者认为拉曼光谱是鉴别绿松石伴生矿中不同矿物相的无损、快速、有效的方法,氟磷灰石和白云母典型拉曼谱峰可将其与绿松石有效区分。     

湖北十堰绿松石中杂质矿物自然硒的谱学研究

近期在湖北绿松石市场上出现一种带有肉眼可见的灰黑色异形杂质的绿松石,于此种绿松石的研究甚少。故选取来自湖北省十堰的一块该种绿松石原石,蓝色绿松石基底上布满形态各异、大小不一的灰黑色杂质,放大观察可见灰黑色杂质矿物呈金属光泽。对灰黑色杂质采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪进行原位微区微量元素测试、背散射电子图像物相观察、主量化学成分测试采用能谱仪进行半定量测试和电子探针定量测试以及显微激光拉曼光谱仪测试。灰黑色杂质矿物的LA-ICP-MS测试激光剥蚀束斑直径及深度的影响,测试结果表现为灰黑色杂质矿物和少量绿松石的混合物的化学成分含量,灰黑色杂质矿物处Se含量为95 927～221 394 μg·g-1明显高于蓝色基底绿松石中Se的含量（146～212 μg·g-1）,灰黑色杂质处的测试结果中CuO含量为7.47%～9.28%、Al₂O₃含量为28.1%～35.7%,P₂O₅含量为30.1%～37.8%为少量绿松石混杂产生;背散射电子图像表明杂质矿物结晶颗粒细小,细小的杂质矿物与绿松石混杂在一起,他形的杂质矿物为多个晶体集合在一起形成的集合体,能谱测试结果表明杂质矿物主要含有Al,P,Fe,Cu和Se,电子探针主量化学成分定量测试结果表明杂质矿物主要含有Se,含量为79.34%～87.97%,此外,由于杂质矿物结晶颗粒细小,杂质矿物集合体中可见杂质矿物与绿松石混杂,因此化学成分定量测试结果中还呈现有绿松石中的Al,P,Fe,Cu和Al含量约为0.93%～4.13%,Cu含量约为1.30%～2.04%,P含量约为0.66%～2.40%,Fe含量约为0.31%;杂质矿物的显微激光拉曼光谱峰为位于144和235 cm-1处的尖锐拉曼谱峰,结合化学成分谱学测试结果可鉴别该杂质矿物主要为自然硒。硒矿物是绿松石中新发现的杂质矿物,绿松石中杂质矿物自然硒的发现可以为珠宝从业者鉴别绿松石提供有效的鉴定依据。     

新疆哈密绿松石的矿物学和光谱学特征研究

最近在新疆哈密发现了可规模开采的宝石级绿松石矿床。采用X射线粉晶衍射仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见光谱仪等测试方法,对该地绿松石的化学成分、矿物组成、表面微形貌、红外吸收光谱、拉曼散射光谱、紫外-可见吸收光谱等矿物学和光谱学特征进行了系统对比研究。新疆哈密绿松石的主要化学成分以富Cr (1 617 ppm),V (435 ppm),Ti (428 ppm),贫Ba (99.9 ppm)为特征,随着Fe₂O₃/CuO比值的递减,绿松石的色调由绿变蓝。由磷酸根、羟基和结晶水引起的特征峰出现在该地绿松石的拉曼光谱和红外吸收光谱,其中磷酸根的振动峰位于1 000~1 200和420~650 cm-1,羟基的振动峰出现在3 400~3 600 cm-1,而结晶水引起的振动峰位于3 000~3 300 cm-1。此外,该地绿松石的紫外-可见吸收光谱显示,在600~700和430 nm处分别有由Cu2+和Fe3+引起的吸收峰,这两处的峰强与绿松石的蓝绿色调之间的关系,和新疆哈密绿松石成分中Fe₂O₃/CuO的比值与颜色之间的关系对应一致。     

湖北十堰红褐色条纹绿松石的谱学特征

条纹绿松石是湖北十堰绿松石市场出现的一种深受消费者喜欢的品种,该研究对象为一块基底为浅蓝绿色,条纹为红褐色的绿松石样品,红褐色条纹在浅缘蓝色基底上规律性分布。对样品进行显微观察、能谱仪成分测定、显微紫外-可见-近红外光谱仪测试和显微激光拉曼光谱仪测试。研究结果表明,样品的红褐色条带由呈近圆形的赤铁矿集合体在绿松石中规律性聚集形成,赤铁矿颗粒细小,呈圆点状、雪花状集合体在绿松石中浸染状分布;化学成分测试结果表明条带处比基底处铁含量高,且杂质矿物中FeO_T含量约为56.06%～59.13%;显微紫外-可见-近红外光谱显示杂质矿物中的致色离子主要为Fe~(3+),可见374 nm附近由Fe~(3+)的d电子跃迁[~6A_1→~4E(~4D)]所致的弱吸收、 429和418 nm附近由Fe~(3+)的d电子跃迁(~6A_1→~4E,~4A_1(~4G))所致的双吸收、 475 nm附近和544 nm附近由Fe~(3+)对{[~6A_1+~6A_1→~4T_1(~4G)+~4T_1(~4G)]}电子跃迁所致的弱吸收;杂质矿物的显微激光拉曼光谱在225, 296, 411, 612, 659和1 320 cm~(-1)处显示赤铁矿的典型拉曼峰。条纹绿松石中杂质矿物的谱学特征表明该杂质矿物为赤铁矿。绿松石中的赤铁矿为绿松石矿床中的伴生矿物,绿松石中赤铁矿的存在为绿松石的产地鉴别以及古代绿松石的产地溯源提供数据支撑,条纹绿松石中杂质矿物赤铁矿的周期性出现表明绿松石形成环境的不稳定及周期性。     

“加瓷”处理绿松石的成分及谱学特征研究

近年来,市场上出现了一类利用新型无机结合剂处理的绿松石,经此类方法处理的绿松石与天然绿松石极为相似,普遍表现为结构细腻、呈现玻璃-蜡状光泽,行业上称之为“加瓷”处理绿松石（简称“加瓷”绿松石）。采取常规宝石学仪器、红外吸收光谱仪、紫外-可见分光光度计以及能谱色散型X射线荧光光谱仪对“加瓷”绿松石的宝石学性质、振动光谱特征以及化学成分组成特征进行了系统的研究和分析。研究结果显示：“加瓷”绿松石样品的密度大都小于2.200 g·cm-3,与处理前密度有关,故用于“加瓷”处理的样品以密度较低的绿松石为主;“加瓷”绿松石均表现为典型的低密度、较细腻的结构外观和蜡状-玻璃光泽的组合特征,与品质相当的天然绿松石特征不一致,可作为“加瓷”绿松石重要的辅助性鉴别特征。“加瓷”绿松石在长、短波紫外荧光下的发光性与天然绿松石近于一致;显微观察下铁线、裂隙凹陷处常出现白色融出物,孔道内可见毛发状结晶体。“加瓷”绿松石的主要化学成分与天然类似,以CuO,Al₂O₃和P₂O₅为主,并含有一定量的FeOT(铁的氧化物),ZnO、SiO₂,K₂O和CaO。其中,“加瓷”处理绿松石样品中SiO₂含量基本在6.40%以上,均高于天然绿松石中的SiO₂含量（1.96%～6.25%）,而Al₂O₃和P₂O₅含量都较天然绿松石偏低,磷铝比例基本与天然绿松石一致,为1.10左右。利用“加瓷”绿松石较高的SiO₂含量和表面特征可将其与天然绿松石进行有效鉴别。“加瓷”绿松石与天然绿松石的红外吸收光谱特征基本一致。“加瓷”绿松石的UV-Vis光谱表现为620～750 nm处的吸收峰以及425 nm附近处较为锐利的吸收峰,因颜色不同峰位稍有偏移,但总体与天然绿松石的UV-Vis光谱特征趋于一致。     

湖北十堰蓝色“水波纹”绿松石的谱学特征

“水波纹”绿松石是一种在外观上呈现水波纹状花纹图案的天然绿松石,产量稀少却深受消费者喜爱,前人对绿松石的研究较丰富,但对“水波纹”绿松石的研究较少。对一块基底呈浅蓝白色,条纹呈蓝绿色的“水波纹”绿松石样品用显微激光拉曼光谱仪、显微红外光谱仪、微区X射线衍射、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、扫描电镜、显微紫外-可见-近红外光谱仪等测试其各种性能。结果表明,条纹区与非条纹区的主要矿物均为绿松石;红外光谱和拉曼光谱均显示绿松石的光谱;条纹区与非条纹区的化学成分不同,条纹区Al₂O₃,SiO₂,MgO,V,Co,Ni,U及Y,Mo,Cd的含量较非条纹区含量高,而非条纹区P₂O₅,CuO,K₂O及Na₂O的含量较条纹区含量高;扫描电镜微形貌显示,条带区的晶体多为厚板状、晶体颗粒大、排列紧密,几乎不可见孔隙,非条带区的晶体多为大小不一的柱状、碎片状,杂乱排列,可见孔隙;微区X射线衍射表明条带区的结晶度较非条带区的结晶度高;显微紫外-可见-近红外光谱表明条带区与非条带区的致色离子相同,均在426和660 nm处有可见吸收峰,致色离子均为Fe3+和Cu2+。“水波纹”绿松石样品的谱学特征表明,条纹处与非条纹处的颜色差异与致色离子没有明显关系,而颜色及透明度差异与绿松石的结晶程度、致密程度有主要关系,“水波纹”绿松石中绿松石结晶度的变化表明了绿松石形成环境的不稳定性,结晶度的周期性变化表明了形成绿松石的外界环境具有周期性变化的规律,为研究绿松石的颜色成因及绿松石的成矿环境提供数据支撑。     

湖北竹山天然绿松石及其仿制品的振动光谱研究

中国绿松石矿产资源丰富,是世界上主要的绿松石产出国家之一。绿松石作为一种名玉,以其独特的绿色及结构,深受人们的喜爱,也导致市场上出现了大量的优化处理品及仿制品。在旅游珠宝进一步发展的同时,打着“原产地”噱头的绿松石价格起伏非常大,对比同一地点的天然及仿制品玉石,在前人研究的基础上仍需要进一步积累数据。论文以中国湖北竹山秦古镇小巴寨750矿洞采集的天然绿松石与购买于湖北竹山县城珠宝市场的绿松石仿制品为研究对象,采用光学照片、场发射扫描电镜及能谱、红外和拉曼光谱等,从颜色、微形貌、微成分微结构的角度开展对比研究。研究结果表明,天然绿松石样品的颜色多样,呈“月白色-浅蓝色-蓝绿色-黄绿色-绿色-蓝色”的蓝绿色系列变化,晶体颗粒十分细小,呈微米级-纳米级,可见短柱状、层片状晶粒;绿松石仿制品颜色单一,常为较为呆板的绿色,多为散漫分布的颗粒状集合体,且颗粒多呈三方晶系、方解石型结构;天然绿松石主要成分为Al₂O₃ 32.12%,P₂O₅ 30.51%,CuO 10.75%,Fe₂O₃ 5.57%等,为铜铝磷酸盐矿物。绿松石仿制品中主要元素组成为MgO 42.62%,Al₂O₃ 2.66%,SiO₂ 2.66%等,其成分是以碳酸镁为主的菱镁矿;在红外光谱的对比研究中,天然绿松石样品的红外光谱图的3 083～3 509 cm-1区域,含有大量对应于ν(OH),ν(H₂O)的红外吸收峰。绿松石仿制品在2 922 cm-1处有对应于ν_as (CH₂)的红外吸收谱峰,该峰与其被染色有关。这些红外吸收峰也是区分天然绿松石与仿制品的有效指纹峰;在拉曼光谱图的对比研究中,天然绿松石样品的拉曼光谱图中往往具有分别对应于ν(OH),ν(H₂O),ν(PO₄)的散射峰～3 470,～3 270和～1 039 cm-1,而绿松石仿制品不存在此类拉曼散射峰,他们是区分天然绿松石及其仿制品的有效拉曼指纹峰。基于颜色、微成分、微结构及振动光谱可以有效区分同一地区天然绿松石与其仿制品。此类方法对于其他类型旅游珠宝与其仿制品的鉴定亦有重要的参考价值。     

墨西哥Sonora(索诺拉州)锌绿松石的矿物学及谱学特征

锌绿松石少见产出,在现有研究和报道中也甚少提及。墨西哥索诺拉州是美洲绿松石的一个重要产地,所产绿松石于近期活跃在市场上。采用常规宝石学测试、X射线荧光能谱测试、X射线粉晶衍射分析、傅里叶变换红外光谱测试、紫外-可见光光谱测试等方法,对该产地绿松石的化学成分、物相组成、系列光谱学特征等方面进行系统的分析,并初步探讨其矿床成因。结果表明,墨西哥绿松石的颜色以淡蓝色和青白色为主,外观上以大量肉眼可见、分布在基体和围岩中自形程度极高的黄铁矿团块以及围岩中少见的呈放射状生长的镁电气石等特征显著区别于其他产地的绿松石。其化学成分以质量分数大于1的ZnO/CuO比定义为含铜锌绿松石,属于绿松石-锌绿松石类质同像系列接近锌绿松石的端员矿物,且由于与铜矿床共生,墨西哥绿松石中(CuO+ZnO)的含量偏高。XRD测试结果表明,墨西哥绿松石的主矿物相为锌绿松石,与EDXRF的测试结果相吻合,其常见的矿物组合为锌绿松石+石英+钾长石+镁电气石,这一组合方式在前人研究中并不常见。红外光谱特征由结构中的羟基、水合离子及磷酸根基团的振动特征共同决定,其中羟基的振动峰主要出现在3 400~3 700 cm-1范围,水合离子的振动峰位于3 000~3 300 cm-1,磷酸根基团引起的振动峰则出现于1 000~1 200和400~650 cm-1的指纹区。该地区所有样品中均显示其他产地绿松石少见的3 732 cm-1处的红外吸收峰,从某种意义上具有一定的产地指示作用,同时选择对红外光谱中的3 500~3 600 cm-1范围与氢键最强的结构水相关的区域进行积分处理,其积分面积能够辅助判断样品中水的含量。紫外-可见光光谱显示,在256和430 nm处分别有由O2--Fe3+和Fe3+引起的谱峰,位于670 nm处与Cu2+电子禁戒跃迁相关的谱带被以852 nm为中心的由Fe2+电子跃迁形成的宽缓谱带所包络,最终显示为以800 nm为中心的由Cu-Fe离子联合作用而形成的谱带。从伴生矿物组合、矿物结构构造、地质特征等方面综合推测,墨西哥锌绿松石是与该区斑岩型铜矿床伴生的非金属矿种,其成因属于典型的中酸性火山岩热液蚀变型。     

天然及有机充填处理绿松石的荧光光谱研究

绿松石常见蓝色、绿色和杂色等颜色,其中蓝色和绿色者因颜色鲜艳,价值最高,因此绿松石优化处理品也多为蓝色和绿色。利用有机树脂对质松色浅的绿松石进行充填处理（简称“有机充填”）是目前最主要的绿松石优化处理方式,常见浸胶和注胶两种处理类型。采用基础宝石学测试、红外吸收光谱仪、三维荧光光谱仪和X射线荧光光谱仪等测试技术分别对天然绿松石、浸胶和注胶充填处理绿松石的宝石学特征及谱学特征进行了系统的对比分析和研究。研究结果显示,天然绿松石紫外灯长波下具中等至弱荧光,荧光强度与色调和致密程度相关,浸胶绿松石长波荧光强于相同颜色天然绿松石,注胶绿松石长、短波下均具有中等至弱荧光。浸胶绿松石的红外吸收光谱显示,除绿松石本身特征峰外,还可见1 739 cm-1附近ν(C═O)吸收峰和2 926和2 851 cm-1亚甲基的吸收峰,注胶绿松石除羰基及亚甲基吸收峰更强外,还可见1 508 cm-1处苯环骨架特征吸收峰。三维荧光光谱测试显示,天然蓝色绿松石具有一个Ex为370 nm的中等强度特征荧光峰、半峰宽约为100 nm,绿色、杂色系和低致密度绿松石荧光极弱;蓝色浸胶绿松石具有Ex为380～400 nm内的强对称荧光特征峰,绿色浸胶绿松石可见一较强的荧光特征峰,半峰宽约为80 nm;蓝色注胶绿松石具有两个Ex分别为278和390 nm附近的较弱强度荧光特征峰,绿色注胶绿松石具有中等强度的荧光峰、半峰宽约为150 nm,荧光峰区域范围增大可能因为含有较多有机物。结合X射线荧光光谱仪分析Fe对绿松石的荧光会产生一定抑制作用。绿松石荧光特征和三维荧光光谱测试作为无损检测技术,具有测试简便、快捷、有效的特点,对准确鉴定绿松石和有机充填处理品具有重要的现实意义。     

白色‐浅灰色高山石与昌化石产地鉴别谱学初探

我国印章石文化源远流长。寿山石和昌化石是我国著名的印章石品种,但是其价格存在一定的差异。高山石是寿山石中的主要品种,市场占有率高。为了有效进行产地鉴别的初步研究,选择白色-浅灰色高山石与昌化石,以避免致色矿物或致色元素对产地鉴别的干扰。采用傅里叶变模红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（LRM）、和激光剥蚀-等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析白色-浅灰色的高山石和昌化石的矿物组成和痕量化学成分,并结合两者的物理性质,探究两个产地的印章石的异同和鉴别方法。白色-浅灰色高山石颜色较昌化石均一,高山石透明度整体上较好,两者密度和折射率非常相近。根据红外光谱指纹区谱峰,可以确定白色-浅灰色的高山石和昌化石的基质均以高岭石族矿物为主要成分。高岭石族矿物中羟基在结构中的占位不同,因此在红外光谱中羟基伸缩振动吸收峰的数目与形态各不相同。根据红外光谱中官能团区的羟基峰形态和数目的测试结果,可知高山石的主要矿物成分为有序地开石,而昌化石样品中的主要矿物成分为无序地开石,两者均可含有少量高岭石。利用拉曼光谱对两者的砂钉状及棉点状杂质矿物成分进行了研究,发现高山石中杂质矿物成分较简单,暗色砂钉为黄铁矿,透明砂钉为石英;而昌化石中的杂质矿物成分较复杂,含有赤铁矿、金红石、锐钛矿、石英和重晶石。对比两者中地开石的LA-ICP-MS数据发现,高山石中Ge元素含量较高,而昌化石中V和Zn元素含量较高。根据Ge/Zn元素含量比值,高山石基本大于0.2,昌化石基本小于0.2;而根据Ge/V元素含量比值,昌化石大部分小于0.1,而高山石分布在0～1.0之间。两个产地Ge/V-Ge/Zn散点分布不同,区分度可达90%以上。白色-浅灰色的高山石和昌化石的颜色、密度和折射率等物理性质均相近,仅通过外观特征和物理性质较难准确将两个产地的白色-浅灰色印章石区分开。但是两者的杂质矿物种类和含量不同,杂质矿物成分的和分析可以作为两者产地的鉴别依据之一。另外,两者的痕量元素化学成分不同,根据它们的Ge/V-Ge/Zn散点图可以有效进行产地鉴别。     

青海青玉的振动光谱特征

采用常规宝石学测试方法,并结合电子探针、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪对产自青海格尔木市小灶火河矿点的青玉进行了化学成分和光谱特征研究。测试结果表明,青海青玉的宝石学物理性质与其他产地软玉相似。电子探针测试显示青海青玉的主要化学成分为MgO、CaO和SiO₂,MgO含量在18.572%～23.603%,CaO含量为12.333%～12.807%,SiO₂含量在56.799%～59.926%,且含量较稳定,此外还含有较高含量的FeO_T(Wt%： 1.924%～8.699%)和一定量的Al₂O₃,TiO₂和Na₂O。红外光谱和激光拉曼光谱分析显示,青海青玉具有透闪石的光谱特征,其主要组成矿物为透闪石。由于青玉中Mg-Fe2+的类质同象替代及Fe2+含量的不同,使其红外吸收谱带频率稍有差异。综合化学成分及振动光谱特征分析,青海青玉的深灰青色主要与其含有高含量的FeO_T所致,其主要致色元素为Fe。     

俄罗斯“绿龙晶”的成分和结构特征研究

随着近几年文玩市场的兴起,"绿龙晶"成为人们喜爱的一类新兴的宝玉石品种。目前对于"绿龙晶"的主要矿物组成的认识仍存分歧。采用常规宝石学仪器测试、电子探针、红外吸收光谱和X射线粉晶衍射测试方法对产自俄罗斯的"绿龙晶"玉的基本性质、化学成分、红外吸收光谱及矿物组成特征等进行了较为详细的研究分析。结果显示:俄罗斯"绿龙晶"玉主要为深绿至灰绿色,表面具有特殊的放射状花纹及典型的丝绢光泽,折射率约为1.57,密度为2.61g·cm-3。"绿龙晶"中SiO2的含量为36.177%~36.651%,MgO含量为36.439%~36.730%,Al2O3含量为11.961%~12.318%,FeO含量为2.304%~2.853%,具富镁贫铁特点。样品中Al/(Al+Mg+Fe)为0.185 3~0.215 9,推测其为镁铁质岩蚀变成因。样品中的Si=3.10~3.40,Fe~(2+)/R~(2+)=0~0.024 8,属叶绿泥石类型。"绿龙晶"的红外吸收光谱为特征的绿泥石振动谱峰,高频区3 673cm~(-1)附近的吸收峰为OH伸缩振动所致,1 400cm~(-1)附近吸收峰属OH弯曲频率,1 000cm~(-1)附近的三个吸收峰由Si—O伸缩振动致,400~600cm~(-1)之间的吸收谱带属于Si—O弯曲振动。其中中频区1 000cm~(-1)附近分裂的三个吸收峰1 051,1 006和968cm~(-1)可作为鉴定其为叶绿泥石的关键证据。X射线粉晶衍射分析结果与化学成分及红外吸收光谱分析结果一致,显示"绿龙晶"中的主要组成矿物为叶绿泥石,非斜绿泥石。     

“海纹石”的矿物学及谱学特征研究

“海纹石”是具有蓝色条带的针钠钙石,是一种稀有的宝石材料,具有较好的市场前景。为查明其矿物学特征及成因,采用常规宝石学测试并结合X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等现代测试方法,对“海纹石”不同颜色部分的矿物成分及特征进行了深入分析。XRD,FTIR,Raman分析结果表明,“海纹石”的主要组成矿物为针钠钙石,并含有少量的方解石,与SEM分析结果较为一致。FTIR分析显示,“海纹石”白色部分在1 500 cm-1处出现一个明显的宽吸收带并伴有883和710 cm-1的吸收峰,表明含有少量方解石,而蓝色部分在该处没有此吸收。紫外可见吸收光谱分析显示蓝色部分在可见光区有640 nm宽吸收峰,表明可能含有微量元素Cu。“海纹石”白色和蓝色部分矿物组分的差异,表明两者可能形成于不同的地质环境。     

高温高压合成翡翠的谱学特征初探

通过电子探针、X射线粉晶衍射、傅里叶变化红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱对合成翡翠矿物谱学特征及呈色机理进行系统的测试与分析。研究结果显示,合成翡翠与天然翡翠外观、矿物成分、拉曼光谱及光致发光光谱表征基本一致,但红外吸收光谱、紫外光谱以及化学成分均出现较为明显的差异,具体表现为:较低的Fe含量导致可见光区域内437nm吸收谱带缺失;由于微量元素的含量和形成环境差异,导致红外光谱表征中ν(M/Cr—O)和ν_(as)(M—OH)伸缩振动所致的红外吸收谱带表征出与天然翡翠较大的差异。     

“佘太翠”玉的振动光谱表征

“佘太翠”玉是一种新兴的玉石,因产于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗大佘太地区,地处著名历史人物佘太君故地而得名.本文采用常规宝石学测试方法、X粉晶衍射分析、红外吸收光谱及激光拉曼光谱测试方法对“佘太翠”玉的宝石学特征、谱学特征和结构特征进行了分析和研究.研究结果表明,“佘太翠”玉的折射率在1.53～1.54,密度为2.65～2.79 cm-1,除纯白色品种硬度偏低(＜5)外,硬度为6.5～7.“佘太翠”玉除纯白色品种外,主要成分均为SiO2,并可含有一定量的其他杂质矿物,属石英岩玉;纯白色“佘太翠”玉,主要组成矿物为白云石(含量约为63.91％),并含有一定量的SiO2(含量约为34.85％)和微量的方解石及钠长石,属白云石玉.     

湖北竹山“油松”的红外光谱特征及其成分研究

湖北省十堰市竹山县秦古镇小林扒矿区产出了一类较为特殊的绿松石。这类绿松石颜色多为浅绿色、浅黄绿色或浅苹果绿色,产出原石具滑感,性脆,亦称之为“油松”。与其结构细腻度相当的绿松石原料相比,此类绿松石密度普遍明显偏低,硬度偏小;经传统有机结合剂充填处理后,致密度及硬度均未见明显改善,无法作为首饰级材料使用,造成绿松石这类不可再生的宝贵资源严重浪费。以“油松”为研究对象,采用常规宝石学测试仪器、红外吸收光谱仪、X射线粉晶衍射仪、电子探针仪以及环境扫描电子显微镜等对其化学组分及显微结构特征等进行测试,为有效利用这类绿松石资源提供科学依据。测试结果表明,“油松”的相对密度为2.04～2.22;在长波和短波紫外光下荧光反应均显示为惰性。“油松”的红外吸收光谱谱带主要分布在3 700~3 090 cm-1以及1 638~466 cm-1范围内,其中3 509和3 462 cm-1处峰形尖锐的OH致吸收光谱、3 277和3 090 cm-1 附近较宽缓的结晶水致吸收光谱特征与绿松石的官能团区吸收特征一致。“油松”在高频区3 700和3 622 cm-1处具有高岭石或蒙脱石中OH 致弱红外吸收谱峰。在1 638 cm-1附近均出现有强度中等的较为宽缓的吸收峰,该吸收峰与绿松石中H₂O的弯曲振动致吸收谱峰一致。指纹区的吸收峰峰形及峰位均与一般绿松石有较大差异,为Si-O及P-O的混合吸收谱峰。“油松”的主要化学组成元素为Si,Al和P,含有少量的Fe和Cu,并含有微量的Mg,Ca及Cr。组成元素的氧化物含量分别为：w(SiO₂)：25.60%～30.90%,w(Al₂O₃)：26.55%～28.29%,w(FeO_T)：5.35%～5.90%,w(P₂O₅)：22.00%～23.52%,w(CuO)：5.10%～5.87%。“油松”中的Al₂O₃和P₂O₅的含量均低于绿松石成分理论值及其他各产地的天然绿松石。相对于天然绿松石中较低的SiO₂含量（0.02%～0.12%）,“油松”中SiO₂的含量明显偏高,均高于25%。“油松”的主要组成矿物为绿松石,并含有一定量的粘土矿物蒙脱石及蒙脱石-高岭石,其硬度低,具有滑感,是“油松”硬度低,具有滑感且优化处理效果不显著的主要原因。     

新疆软玉、辽宁岫岩软玉的XRD及红外光谱研究

选取新疆和辽宁岫岩两地不同颜色的软玉,青玉、黄玉、白玉、碧玉及岫岩的特殊品种——河磨玉作为研究对象,通过宝石学测试、红外吸收光谱和X粉晶衍射分析对两个产地不同种类及颜色软玉的宝石矿物学特征进行了系统研究和对比,以探索两产地相近颜色软玉的异同,为软玉的产地鉴别提供理论依据。研究结果表明,辽宁岫岩与新疆软玉的宝石学性质相似,折射率为1.60～1.62,密度为2.660~3.020 g·cm-3,密度随颜色的不同有一定差异,荧光特征均不明显,两产地软玉的主要组成矿物均为透闪石,其中新疆碧玉中含有少量绿泥石、伊利石等粘土矿物。两产地不同种类软玉的X粉晶衍射分析显示,不同种类软玉的衍射峰峰形特征及衍射强度在一定程度上可以反映软玉的质地及结晶颗粒大小。红外吸收光谱显示两产地软玉的红外吸收光谱特征类似,对鉴别软玉产地及种属意义不大。