钙长石质玉中钙铬榴石的谱学研究

所研究钙长石质玉中的绿色矿物是以钙铬榴石为主的石榴石,钙铬榴石在天然条件下非常稀有,颜色为翠绿色,品质高的钙铬榴石可与翡翠、祖母绿相媲美。前人对石榴石系列的其他端元矿物具有较为充分的研究,但对钙铬榴石的研究较少,且未见对钙长石质玉中钙铬榴石光谱特征的相关报道。使用JXA-8230电子探针确定样品石榴石平均组分为Uvt_49.66Grs_36.04Adr_13.58Pr_p0.67Sps_0.06,为以钙铬榴石为主的钙系石榴石。经Bruker Senterra R200L拉曼光谱仪测定样品拉曼位移为1 000,890,879,830,618,589,530,508,399,370,270,240和176 cm-1,受不同三价阳离子Cr3+,Al3+和Fe3+替代的相互影响而发生相应的偏移;用Bruker Vertex80红外光谱仪测定样品红外振动频率为1 019,951,908,844,826,721,669,608,538,496,462,430和413 cm-1,受不同组分晶胞体积及三价阳离子的质量分数影响,发生规律性振动偏移;通过Jasco MSV-5200显微紫外-可见光谱仪及近红外分光光度计测定样品,可见区Cr3+宽吸收带为439和613nm,存在453和685 nm吸收肩峰,同时可见Fe3+ 371 nm吸收肩峰,钙铬榴石主要致色离子为Cr3+。钙长石质玉中钙铬榴石的详细谱学研究为稀有钙铬榴石矿物的鉴定提供了丰富的谱学数据,为相似品独山玉进行区分奠定基础。     

钙铝榴石-钙铁榴石的拉曼光谱特征

通过对钙铝榴石 -钙铁榴石的拉曼光谱研究发现 ,从钙铝榴石到钙铁榴石 ,随着矿物结构中铁的含量的增加 ,他们的拉曼光发生规律性的变化 ,即所有的峰向低波数方向发生漂移 ;同时 ,由于铁含量的不同使得石榴石晶体结构中O -Si-O与O -Y -O之间的键角发生了一定的变化 ,在其拉曼光谱谱图上表现为铁的含量越高 ,[SiO4 ]四面体和Y -O八面体的两个弯曲振动峰分裂得越明显。     

钙铝榴石-钙铁榴石固溶体的拉曼光谱

为了研究Al3+-Fe3+离子替代对固溶体结构的影响,进行了钙铝榴石-钙铁榴石固溶体的拉曼光谱研究.结果表明:钙铝榴石、钙铁榴石端元分别观测到20和19个拉曼峰,多数峰位随成分呈连续、线性变化,光谱中未发现双模式振动;中频峰峰位变化较大,可能与结构联动或耦合振动有关;由于结构对称性降低,振动光谱中发现了额外峰;拉曼峰宽...     

巴基斯坦斯瓦特山谷祖母绿的谱学特征研究

随着哥伦比亚祖母绿矿的日益枯竭,巴基斯坦祖母绿逐渐成为市场的主力军之一,运用常规宝石学仪器、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-Vis-Nir)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)对巴基斯坦斯瓦特产区的祖母绿谱学特征进行了较系统的研究。结果表明,巴基斯坦斯瓦特祖母绿颜色整体呈深绿色-深蓝绿色,折射率较高为1.589～1.615。巴基斯坦斯瓦特产区的祖母绿中含有种类和数量较多的内含物,其中三相内含物呈边界清晰平直的矩形且具有明显定向性,与俄罗斯、赞比亚和埃塞俄比亚产区祖母绿的三相内含物接近。根据同一样品不同颜色的紫外-可见-近红外光谱和LA-ICP-MS的分析表明,在颜色较深的区域,紫外-可见-近红外光谱显示相对较强的427, 608, 637和679 nm(o光)Cr的R线吸收以及在o光下370 nm Fe的吸收,同时此区域内Cr和Fe含量相对较高,因此祖母绿色带是由含量不同的Cr和Fe所致。巴基斯坦斯瓦特祖母绿是由Cr致色,V对颜色有一定贡献且Cr/V极高。根据LA-ICP-MS结合红外光谱可知,巴基斯坦斯瓦特祖母绿属于富碱祖母绿,在红外光谱...     

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Fe3+,可见374 nm附近由Fe3+的d电子跃迁[6A₁→4E(4D)]所致的弱吸收、429和418 nm附近由Fe3+的d电子跃迁（6A₁→4E, 4A₁(4G)）所致的双吸收、475 nm附近和544 nm附近由Fe3+对｛[6A₁+6A₁→4T₁(4G)+4T₁(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。     

新疆和田硬水铝石-蓝宝石谱学研究

研究一种以籽料形式出现的被称为蓝色和田玉的宝石,其产量稀少,市场价格极高.因无前人研究,无规范命名,交易市场中其商业名称混乱.使用静水称重确定其相对密度为3.85 g·cm-3,长波紫外灯下,白色矿物部分呈橘色荧光,其他部位荧光为惰性.经显微观察,样品可见平直蓝色-白色色带、角状蓝色-白色色带以及深蓝-浅蓝色带,并可见大量白色脉状矿物.经正交偏光及微分干涉观察,确定脉状矿物与基底为不同矿物,且形成于基底之后.使用显微红外光谱仪,确定蓝色基底和白色色带红外吸收峰位于812/817、652/655、613/620 cm-1,符合刚玉特征振动;脉状矿物可见3019、2950、2129、1990、1121、1030、799、733、648和598 cm-1吸收,符合硬水铝石特征振动.通过显微紫外-可见-近红外分光光度计测定样品不同部位吸收光谱,其中白色色带未见明显吸收,脉状矿物见Fe3+的d电子跃迁6 A1→4 E,4 A1(4 G)导致的429和453 nm吸收及OH振动引起的1810、2030和2235 nm吸收,蓝色基底部位分别见Fe3+的d电子跃迁6 A1→4 E,4 A1(4 G)、Fe2+-Ti4+离子对电荷转移及Fe2+-Fe3+离子对电荷转移导致的421/418、562/566和702/709及868/889 nm吸收,且随着颜色加深,蓝区421 nm吸收发生蓝移,500～900 nm吸收发生红移,且吸收峰积分面积增加.通过X射线粉晶衍射定量分析确定样品中蓝宝石占比约66.9％,硬水铝石占比约33.1％,根据国家标准珠宝玉石名称(GB/T 16552—2017),建议命名为硬水铝石-蓝宝石.     

山东昌乐“类达碧兹”蓝宝石的谱学特征探究

“达碧兹”宝石具有由内含物或者致色元素的分布不均导致的类似于“六射星光”的六方对称的特殊现象,具有该现象的宝石可成两类,即由内含物将主晶体分隔为不同区域而形成的“达碧兹”宝石,以及由于内部其他原因形成的外观上与“达碧兹”宝石近似的“类达碧兹”宝石。紫外可见近红外光谱显示四块样品中均出现的375与450 nm附近的几个窄吸收峰,均为Fe³⁺所产生的晶体场场谱。560 nm附近的宽吸收带则应当为Fe²⁺与Ti⁴⁺两种离子发生电荷转移时产生的电荷移动谱,这是在黄色蓝宝石之外绝大部分蓝宝石中都会出现的吸收带。拉曼(Raman)光谱测试发现,在具有“类达碧兹”图样的山东蓝宝石内部的各个部位的矿物相均为刚玉相。其拉曼位移峰集中于位于在378、 417及576cm^-1等处,证明其并没有被矿物包裹体分隔为不同的生长区域,应当属于“类达碧兹”系列。能量色散型X射线荧光光谱(EDXRF)分析测试发现其内部各处的铝元素含量远远高于其他元素,且符合刚玉矿物的理论值97%以上。激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)结果证...     

不同方法合成蓝宝石与天然蓝宝石的谱学对比研究

蓝宝石作为珍贵的彩色宝石深受人们喜爱,随着宝石合成技术的不断发展,市面上已有许多种合成方法制成的合成蓝宝石,常规的宝石学鉴定不能简单准确的区分天然蓝宝石与不同合成方法的合成蓝宝石。论文利用紫外-可见-近红外光谱仪对蓝宝石进行光谱分析,发现天然蓝宝石具有387 nm、452 nm、566 nm吸收峰,而提拉法、焰熔法和泡生法合成蓝宝石则无这些吸收峰;提拉法和焰熔法合成蓝宝石都具有600 nm附近的吸收带;泡生法合成蓝宝石存在660 nm附近的吸收峰,其他三种蓝宝石无此吸收峰。通过拉曼光谱特征峰拟合分析与SPSS单因素方差分析,发现天然蓝宝石和不同方法合成蓝宝石的半高宽值存在显著差异,天然蓝宝石的半高宽值大于10.0 cm^-1,三种合成蓝宝石的半高宽值小于10.0 cm^-1;泡生法合成蓝宝石半高宽集中在8 cm^-1附近,而焰熔法合成蓝宝石的半高宽普遍在8 cm^-1～10 cm^-1范围内,提拉法合成蓝宝石半高宽则分布在6 cm^-1～8 cm^-1     

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。