基于p-FTIR和p-XRF测试组合的大汶口文化蛇纹石质玉器无损检测及产地溯源分析

出土玉器溯源是探索华夏玉器文明起源与演化的关键所在,无损测试技术的进步推动了学术界对出土玉器产地溯源的研究,但至今为止,无损技术仍然是制约出土玉器溯源研究的瓶颈所在。利用便携红外光谱（portable Fourier transform infrared spectroscopy,p-FTIR, 带漫反射附件）+ 便携X射线荧光光谱（portable X-ray flourescence, p-XRF）技术组合对山东省文物与考古研究院发掘的大汶口文化出土蛇纹石质玉器的物相和化学组成进行了无损测试以及出土玉器产地溯源的探索。测试结果显示,大汶口文化的蛇纹石玉存在两种成因类型,其中7件玉器（M1005:3,M1006:4,M1013:12,M20:30,M11,T333:2B①：2,M49:04）属于超基性岩型,Fe,Cr和Ni含量较高,含较多磁铁矿包体,磁性较强,Cr/Ni值小于1且多数小于0.7,与现代泰山玉的产地特征基本一致,最大可能就地取材于附近的泰山山麓,为泰山玉的使用时间提前到5500年前的大汶口文化时期提供了重要的科学依据。另外4件玉器（M2004:1、B型环、M25：26、M26）具有低Fe,Cr和Ni含量,为富镁碳酸盐接触交代变质类型,其来源有待进一步研究确认。上述研究结果确认p-FTIR和p-XRF结合能够实现对考古现场及馆藏多数未知玉器材料的快速鉴定,具有无需制样、矿物类型和元素组成可相互验证、无荧光干扰等优点,对部分特定类型的蛇纹石质出土玉器/材料可进行产地来源分析,是一种有优势的出土玉器无损测试技术组合。     

中国岫岩玉的致色机理及色度学研究

通过岫岩玉的成分、过渡金属离子的价态及配位状态来研究岫岩玉的致色机理。电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)结果显示样品中除了铁和锰,几乎没有其他过渡金属元素。电子顺磁共振谱(EPR)则揭示了位于八面体晶格上的Mn2+和位于四面体和八面体晶格上的Fe3+,而吸收光谱(OAS)则证实了Fe2+和Fe3+的共同存在。分析结果表明Fe2+对岫玉的绿色起主要作用而岫玉的黄色则是由Fe2+和Fe3+的共同作用决定的。此外通过漫反射光谱(DRS)计算出岫玉的色度坐标,对比发现人眼感觉颜色类似的样品其实色度坐标有很大差异。因此可以通过色度坐标来定量区分岫玉颜色的差异,这具有一定的学术价值和经济价值。     

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。     

Remediation of textile effluent using agricultural residues

The sorption of artificial dye effluent made from two different dyes, Solar orange 7 GLL and Solar Jade Green FFB from Clariant, onto three different agricultural residues—barley husk, sugarcane bagasse, and wheat straw—was studied. Twenty percent of 600-μm particle size of these agricultural residues was used as substrates and studied individually. The percentage of dye removal was observed in concentrations of dye varying from 50 to 200 mg/L. The effect of temperature ranging from 25 to 50°C and pH from 6.0 to 12.0 on the dye removal by the substrates was also studied. The effective adsorption of the substrates was calculated.     

荆门龙王山墓葬出土玉器的材质及矿源特征研究

龙王山墓葬位于湖北省荆门市，属于大溪文化向屈家岭文化过渡的关键时期，距今约5 000年。该墓葬共出土玉器73件，玉器品质普遍较好。长江中游地区历来鲜少出土玉器，而时代更迭之期更是社会变革之际，无论是从地理位置还是从时期上来看，研究龙王山墓葬出土的玉器都具重大意义。采用相对密度检测，红外光谱仪（FTIR）及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）研究出土玉器的谱学及化学成分特征，鉴定其材质，并对用料水平及矿源进行了探究。红外光谱结果显示龙王山墓葬出土玉器的红外吸收谱图可分为两类：软玉类和玛瑙类。软玉类玉器的红外吸收峰表现为1 207，1 123，1 028，928，775，700，602，488和425 cm-1处。玛瑙类玉器的红外吸收峰表现为1 158，814，790，702，572，521及405 cm-1。软玉类玉器有71件，且品质都非常好，说明龙王山墓葬先民对玉料的分选能力很强。将龙王山墓葬的用料水平与同时期其他地区的考古学文化的用料水平进行对比，龙王山墓葬的用料水平远超同期；将龙王山墓葬的用料水平与湖北地区新石器时代的用料水平进行对比，龙王山墓葬的用料水平远超湖北地区平均水平。LA-ICP-MS的结果显示软玉质玉器的微量元素主要包含K和P等，微量元素赋存情况以W，U，P及Sb元素富集，Th和Ti元素亏损为主。玉器的稀土配分型式图多样，水平海鸥状、左倾式、右倾式皆有。Ce异常普遍不明显，Eu以正异常及负异常为主。采用多元统计方法中的逐步判别法，辅助SPASS软件，对龙王山墓葬出土玉器的稀土元素及微量元素含量进行投点，推断大部分玉料来自某个与新疆成矿环境类似的矿床，但因其地球化学特征的多样性，不排除玉料多来源的可能性。     

Sliding friction and wear behaviors of surface-coated natural serpentine mineral powders as lubricant additive

This work aims to investigate the friction and wear properties of surface-coated natural serpentine powders (SP) suspended in diesel engine oil using an Optimal SRV oscillating friction and wear tester. The worn surface was characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS). Results indicated that the additives can improve the wear resistance and decrease friction coefficient of carbon steel friction couples. The 0.5 wt% content of serpentine powders is found most efficient in reducing friction and wear at the load of 50 N. The SEM and XPS analysis results demonstrate that a tribofilm forms on the worn surface, which is responsible for the decrease in friction and wear, mainly with iron oxides, silicon oxides, graphite and organic compounds.     

阴极发光在翡翠研究中的应用

应用阴极发光仪对几种翡翠薄片进行了分析,分析结果表明,翡翠的质地和颜色不同其发光颜色存在差异.同时,这种手段对翡翠的成分、结构及形成世代等方面的研究提供了有用的信息.     

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。     

湖北随州曾侯乙墓出土玉器材质分析与产源初探

曾侯乙墓位于湖北省随州市郊,是二十世纪重大考古发现之一,其中出土玉石器数量达五百余件,且种类齐全、工艺精湛。利用现代测试仪器对这批玉石器进行全面而科学的鉴定,对于东周时期曾国用玉水平的研究具有重要的学术意义。为了探知曾侯乙墓出土玉器的玉料类型及透闪石玉料可能来源地,以其中的319件玉器为研究对象,采用宝石学与光谱学的研究思路和方法对这些样品进行无损测试。通过十倍放大镜及天平等常规宝石学检测仪器对样品的表面特征、受沁程度及种类做出初步判断,利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和X射线荧光光谱仪（XRF）快速、无损的分析出土玉器样品的矿物相及化学成分。研究结果表明,常规仪器测试结合红外光谱及X射线荧光光谱可以很好的区分出土玉器的材质,在曾侯乙墓出土的319件玉器中,有264件透闪石质玉器,43件大理岩石璧、8件云母质玉器、1件石英岩、1件萤石以及2件水晶环。XRF测试结果显示,透闪石炙玉占全部检测样品的82.8%,其主要化学成分为MgO约占20.03%～27.00%（平均值为24.46%）, SiO₂约56.31%～61.17%（平均值为58.99%）, CaO约14.25%～19.91%（平均值为15.42%）, Fe_TO约0.19%～2.06%（平均值为0.551%）,计算可知m（Mg）/m（Mg+Fe）的值在0.91~0.99之间,其测试结果范围与标准透闪石含量很接近,该批样品中未检测出阳起石质的软玉。其中,大部分优质透闪石质玉器均出土自主墓室,反映出当时人们的用玉水平及用玉习惯。根据已有研究结果,结合化学成分分析及部分具有特征风化皮层及戈壁料特征的样品,推测曾侯乙墓部分出土玉器的玉料来源于甘肃古玉矿。该结论为进一步研究曾国用玉制度和战国时期玉石之路提供了更多的研究资料。     

“油青种”翡翠的矿物学特征及颜色成因

采用X射线衍射、红外吸收光谱及扫描电镜等现代测试方法,对“油青种”翡翠的矿物学特征及颜色成因进行了深入研究。X射线衍射分析结果显示,“油青种”翡翠“肉”的矿物组成为较纯的硬玉,而“皮”由硬玉、绿泥石及纤蛇纹石等三种矿物组成。红外吸收光谱分析所揭示的矿物组成与X射线衍射较为一致,同时发现“油青种”翡翠“肉”及“皮”具有~2 956,~2 919和~2 850 cm-1等三个典型有机质的特征吸收峰。“油青种”翡翠“肉”中硬玉呈现明显的柱状,结晶程度明显好于“皮”中的硬玉,但“皮”中硬玉比“肉”中硬玉明显富含Mg,说明“皮”中硬玉发生过强烈的水/岩反应。纤蛇纹石仅在“油青种”翡翠的“皮”中出现,晶面呈现明显的弯曲状。在“油青种”翡翠“肉”的裂隙处及“皮”中均发现片状绿泥石的存在,可能为“油青种”翡翠致色的主要原因。形成于还原性水/岩反应的绿泥石,会吸附或者包裹一定量的有机质,导致“油青种”翡翠出现有机质的特征吸收峰。