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。     

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。     

由5-取代基间苯二甲酸和二咪唑衍生物构筑的两个二维钴(II)的配合物的合成、结构及性质

通过溶剂热法合成了2个二维钴配位聚合物[Co_2(1,4-bib)_2(5-hipa)_2]_n(1)(5-H_2hipa=5-hydroxyisophthalic acid,1,4-bib=1,4-bis(1-imidazolyl)benzene),[Co(Hbpt)(4,4′-bidpe)]_n(2)(H_3bpt=biphenyl-4,4′,5-tricarboxylic acid,4,4′-bidpe=4,4′-bis(imidazol-1-yl)diphenyl ether)。X射线单晶衍射实验测定和结构解析结果表明,配合物1、2中5-hipa~(2-)、Hbpt~(2-)配体的2个相间羧基将相邻的Co~(2+)连接形成含有Co_2O_4C_2八元环和Co_2O_4C_(10)十六元环的一维链状结构。一维链之间通过1,4-bib,4,4′-bidpe配体上的咪唑基N原子与相邻Co(Ⅱ)离子配位连结形成二维层状结构。配合物1层与层之间通过相邻层中的5-hipa~(2-)配体的羟基与羧基的分子间氢键连结形成三维超分子网络结构。配合物2中,Hbpt配体的羧基氢与层内的相邻链上参与弱配位羧基氧形成层内氢键。电化学性能测试结果表明,配合物1对氧还原反应具有电催化活性。     

以Schiff碱N-丁酰基水杨酰肼为配体的三核镍(Ⅱ)配合物的合成与结构

The trinuclear nickel (Ⅱ) complex Ni3(C11H11N2O3)2(C5H5N)4 was prepared by the reaction of Ni(OAc)2 @ 4H2Owith N-butylsalicylhydrazide Schiff base ligand and characterized by X-ray crystallography. The crystal belongs totriclinic, Mr=930.91, space group P1 with cell parameters a =9. 8489(2)A, b = 12. 3110(2) A, c = 18. 4035(3) A, α=71.353(2)°, β=76.638(2)°, γ=84.815(2)°, V=2056.72(6)A3, Z=2, Dc=1.503g@cm-3,μ(MoKα) = 1. 417mm-1, F(000) = 964, R = 0. 0317, wR = 0. 0868. A total of 5393 independent reflectionswere collected, of which 4448 reflections with I ≥ 2 σ(I) were observed. There are two centrosymmetrical trin-angle of 180°. The interatomic distances between the nickel atoms on the two sides are 9. 2030(8) A and 9. 1876(9) A for the two molecules, respectively. The central nickel atom adopts an axially elongated octahedral geometrywhereas the nickel atoms on the two sides have square-planar coordination environment. CCDC: 194083.     

Two Novel Cobalt(Ⅱ)/nickel(Ⅱ) Metal-organic Coordination Polymers Based on Flexible Polycarboxylic Acids and Rigid Bis(imidazole) Mix Ligands

Two novel metal-organic coordination compounds, [Co2(OH)(chdc)1.5(bibp)]n(1) and [Ni(chdc)(bib)]n·2nH2O(2, H2chdc=1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, bibp=4,4’-bis(1-imidazolyl)biphenyl, bib=1,4-bis(1-imidazolyl)benzene), were synthesized and characterized. Compound 1 crystallizes in monoclinic system, space group PI with a=10.591(3), b=11.146(3), c=12.264(3) ?, α=89.009(6), β=88.397(4), γ=87.823(3)°, V=1446.0(6) ?3, Dc=1.554 g/cm3, C30H30Co2N4O7, Mr=676.44, F(000)=696, μ(MoKα)=1.202 mm-1, Z=2, R=0.0278 and wR=0.0718. In 1, it contains an interesting tetranuclear Co(Ⅱ) cluster. The neighboring {Co4} clusters are linked by chdc2-ligands to generate a 2D network. The bibp ligands connect adjacent layers to form an open 3 D metal-organic framework. Compound 2 crystallizes in monoclinic system, space group P21/n with a=8.8110(1), b=19.369(1), c=12.7379(4) ?, β=102.952(5)o, V=2118.5(2) ?3, Dc=1.490 g/cm3, C20H24N4NiO6, Mr=475.14, F(000)=992, μ(MoKα)=0.961 mm-1, Z=4, R=0.0306 and wR=0.0738. In 2, each deprotonated chdc 2-ligand links two Ni(Ⅱ) atoms to generate a 1 D chain along the a axis. The adjacent chains are further connected by bib ligands to build up an interesting two-dimensional network. Compound 1 shows antiferromagnetic property.     

电子背散射衍射法研究马氏珠母贝珍珠层中文石择优取向

贝壳珍珠层中的文石相对于在自然环境中生长的文石来说具有更优异的力学性能,这种力学性能取决于其独特的晶体排布方式。通过电子背散射衍射（EBSD）技术获得了马氏珠母贝中不同文石的结晶学取向信息,结果表明珍珠层中文石晶体的c轴均垂直于珍珠层层面,而a、b轴在平行珍珠层方向上具有两级取向畴结构：在初级畴结构内,相邻畴绕c轴偏转,导致不同畴之间a轴或b轴的取向差约64°。在次级畴结构内,文石板片围绕c轴偏转,导致不同畴之间a轴或b轴取向差在10°或20°左右。这种畴结构为我们认识珍珠层中文石的生长机理提供了有益线索。     

两个具stp三维拓扑构型的稀土配位聚合物{[Ln2（pda）3（H2O）2]2H2O}n（Ln=Nd/La）

本文利用水热合成方法,将稀土氧化物与邻苯二乙酸（H₂pda）反应得到了2个新颖的稀土配位聚合物{[Ln₂（pda）₃（H₂O）₂]·2H₂O}_n（Ln=Nd（1）,La（2））。测定了它们的晶体结构,并进行了X-射线单晶衍射、红外光谱、荧光光谱和热重分析等性质的表征。晶体结构测定表明这2个化合物为异质同晶化合物。属单斜晶系,C2/c空间群。晶体学参数分别为配合物1：a=2.62906（18）nm,b=1.61172（11）nm,c=0.78327（5）nm,β=93.173（5）°,V=3.3139（4）nm³,Z=4,F（000）=1840,μ=3.173mm^-1,D_c=1.878g·cm^-3,R₁=0.0226,wR₂=0.0609;配合物2：a=2.6271（14）nm,b=1.6149（8）nm,c=0.7966（4）nm,β=92.850（9）,V=3.375（3）nm³,Z=4,F（000）=1816,μ=2.570mm^-1,D_c=1.823g·cm^-3,R₁=0.0466,wR₂=0.1416。化合物中邻苯二乙酸配体连接相邻的稀土金属离子,形成复杂的具有stp拓朴构型的三维网络结构。     

由5-取代基间苯二甲酸和二咪唑衍生物构筑的两个二维钴（Ⅱ）的配合物的合成、结构及性质

通过溶剂热法合成了2个二维钴配位聚合物[Co₂（1,4-bib）₂（5-hipa）₂]_n（1）（5-H₂hipa=5-hydroxyisophthalic acid,1,4-bib=1,4-bis（1-imidazolyl）benzene）,[Co（Hbpt）（4,4''-bidpe）]_n（2）（H₃bpt=biphenyl-4,4'',5-tricarboxylic acid,4,4''-bidpe=4,4''-bis（imidazol-1-yl）diphenyl ether）。X射线单晶衍射实验测定和结构解析结果表明,配合物1、2中5-hipa^2-、Hbpt^2-配体的2个相间羧基将相邻的Co²⁺连接形成含有Co₂O₄C₂八元环和Co₂O₄C₁₀十六元环的一维链状结构。一维链之间通过1,4-bib,4,4''-bidpe配体上的咪唑基N原子与相邻Co（Ⅱ）离子配位连结形成二维层状结构。配合物1层与层之间通过相邻层中的5-hipa^2-配体的羟基与羧基的分子间氢键连结形成三维超分子网络结构。配合物2中,Hbpt配体的羧基氢与层内的相邻链上参与弱配位羧基氧形成层内氢键。电化学性能测试结果表明,配合物1对氧还原反应具有电催化活性。     

两类南红玛瑙仿制品的光谱学特征

南红玛瑙是我国珠宝市场上常见的红色玛瑙品种之一。南红玛瑙市场火热且仿制品层出不穷,但对于南红玛瑙仿制品在材质和谱学特征上与天然南红玛瑙差异的研究较少。选取市场中出现的两类南红玛瑙仿制品和天然南红玛瑙作为研究对象,对常规宝石学特征、显微特征、紫外-可见光谱、拉曼光谱以及红外吸收光谱进行了测试。研究结果表明：两类南红玛瑙仿制品主要成分与天然南红玛瑙相同,均为石英,其折射率、密度、硬度、颜色、光泽等物理性质与南红玛瑙相近,短波和长波紫外光下均呈惰性。第一类仿制品（FZP-1）仿制对象为樱桃红手链,紫外可见光光谱240～570 nm处存在一宽吸收带,呈浅橙红色。显微镜下观察到FZP-1呈粒状结构,见红色染料沿裂隙分布,呈“丝瓜瓤”状,是典型染色石英岩的结构特征;第二类仿制品（FZP-2）仿制对象为柿子红手链,紫外可见光光谱从240~540 nm处存在一宽吸收带,呈橙黄色。FZP-2呈隐晶质结构,表面可观察到条带状和“指甲纹”状构造,切面可见三层不同的颜色分带且明显沿打孔处分布,指示该仿制品经过染色处理与热处理。天然南红玛瑙（TR）为隐晶质结构,内部含有红色点状赤铁矿,与两类仿制品的内部结构具有明显的差别。两类仿制品与天然南红玛瑙红外光谱均显示仿制品具有石英的典型光谱特征,在1 100～1 250,600～800和300～600 cm-1范围内均存在吸收峰,分别归属于Si-O-Si的非对称伸缩振动、Si-O-Si的对称伸缩振动和Si-O-Si的弯曲振动。两类样品800 cm-1峰均存在分裂,指示结晶程度良好。FZP-1的显微红外光谱测试发现颗粒间隙在2 800～3 200 cm-1范围内存在有机物相关峰位,以2 916和2 848 cm-1强峰为特征,由C-H的伸缩振动引起。拉曼光谱测试结果显示,两种样品中除石英的有关峰位外,FZP-1在915和1 337 cm-1等处存在与其有机染料相关的峰,由饱和C-H的弯曲振动引起,与显微红外光谱结果一致。FZP-2的拉曼光谱显示在502 cm-1存在与斜硅石相关的峰。根据斜硅石与石英特征峰强度比值计算两者的相对含量,结果显示斜硅石与石英的相对含量比约为0.15～0.16,远高于天然南红玛瑙。根据国家标准第一类仿制品应定名为染色石英岩玉,第二类样品应定名为玛瑙。     

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。