新疆和田黑色透闪石质软玉振动光谱特征及颜色成因

采用X射线荧光光谱仪、X射线粉晶衍射仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等对黑色透闪石质软玉样品进行化学成分和谱学特征研究。通过X射线粉晶衍射判定所采样品全部属于透闪石质软玉,采用红外光谱仪和拉曼光谱仪对样品进行振动光谱测试,并结合化学成分测试结果分析墨玉的组成和颜色成因。结果显示,黑色透闪石质软玉可分为两种:由含铁量较高的阳起石组成的(TFe2O3:7.47Wt%～11.97 Wt%),另外一种是由透闪石和石墨组成,并且含铁量比较低(TFe2O3:0.56 Wt%～4.74 Wt%)。两者的振动光谱特征与透闪类矿物基本一致,在含石墨透闪石的拉曼光谱中出现了石墨特征峰1 581cm-1。因此,拉曼光谱在区分阳起石致色和石墨致色的黑色透闪石质软玉比红外光谱更加敏锐,该方法可以成为无损鉴定黑色透闪石质软玉颜色成因和产地来源的重要辅助手段。     

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。     

新疆软玉仔料中黑色树枝状物质的拉曼光谱和显微结构特征

软玉仔料表层微裂隙处常见一种黑色树枝状物质,该物质极大程度地揭示了仔料历经的次生风化过程,然而目前对其岩石矿物学特征研究甚少。选取新疆软玉仔料为研究对象,采用电子探针、激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜就其表层微裂隙处黑色树枝状物质的化学成分、拉曼光谱和显微结构进行测试分析。结果表明：黑色树枝状物质的主要化学成分为MnO和BaO,MnO含量为49.045%~54.012%,BaO含量为9.012%~10.961%。拉曼光谱分析显示软玉仔料主体部分主要由透闪石矿物组成,而黑色树枝状物质则主要由表生锰矿物和有机质组成。表生锰矿物中由MnO₆八面体Mn—O伸缩振动所致拉曼特征谱峰位于475,498,510,575和617 cm-1附近;且树枝各处锰矿物结晶程度不一,表现为拉曼谱峰强度和峰形尖锐程度存在区别。有机质由分子结构中C—C伸缩振动和分子结构单元间缺陷、无序排列所致拉曼特征谱峰分别位于1 590和1 370 cm-1附近。扫描电子显微镜观察显示黑色树枝状物质呈薄膜状覆盖于交织排列的透闪石纤维表面,并与其突变接触。综合化学成分、拉曼光谱和显微结构测试分析,软玉仔料中黑色树枝状物质的形成与河流中锰化合物和有机质的多期次沉降有关。     

软玉中结构水类型和近红外光谱解析

利用傅里叶变换近红外光谱分析技术, 对源自国内外不同产地的软玉进行了测试与分析。结果表明在7 000～7 400 cm-1波数范围内,部分产地的软玉中出现四个由羟基倍频振动致近红外吸收谱带,分别归属OH(Mg MgMg),OH(MgMgFe2+),OH(MgFe2+Fe2+),OH(Fe2+Fe2+Fe2+)的倍频振动所致, 并与软玉中透闪石矿物晶体结构中M1和M3位置的Mg2+,Fe2+占位有关。随着透闪石中Fe2+/(Fe2++ Mg2+)比值的增大,亦可导致软玉中羟基NIR谱带的进一步分裂,谱带数目和强度增加,并向低波数方向位移。文中对软玉中羟基NIR光谱的产地鉴别意义一并给予了讨论。     

基于拉曼光谱和模式识别算法的软玉产地鉴别

利用自行研制的便携式拉曼光谱仪,研究了甘肃、青海和新疆3个产地软玉的拉曼光谱特征,并对其光谱差异进行解析;基于马氏距离判别方法和随机森林判别方法实现了3个产地软玉的无损鉴别。结果表明:利用马氏距离判别方法和随机森林判别方法可以对具有相同拉曼峰的不同产地的软玉进行鉴别,鉴别准确率分别为87.5%和95.83%。     

广西黑青色阳起石玉振动光谱特征研究

选取产自广西大化瑶族自治县岩滩镇的黑青色阳起石玉为研究对象,采用电子探针、傅里叶变换红外光谱仪和激光拉曼光谱仪就其化学成分和振动光谱特征进行测试分析,并对小半径金属阳离子在阳起石晶体结构中的占位情况予以讨论。结果表明,广西黑青色阳起石玉的主要矿物组成为富铁阳起石,并含有少量铁阳起石;化学成分中的高含量FeO_T(Wt%：18.596%~26.791%)是导致其折射率值(1.64)、密度值(3.12 g·cm-3)偏高且在自然光下呈黑色、透射光下呈绿色的主要原因。受晶体结构中Fe2+对Mg2+的类质同象替代作用影响,广西黑青色阳起石玉1 400~400 cm-1范围内的红外吸收谱带与100~1 200 cm-1范围内的拉曼谱峰位置较透闪石向低频区发生偏移,频差不等;且中红外、近红外吸收光谱和拉曼光谱中均可见四个(MgMgMg)OH(A带),(MgMgFe2+)OH(B带),(MgFe2+Fe2+)OH(C带)和(Fe2+Fe2+Fe2+)OH(D带)振动谱带,其中基频振动谱带分别位于3 674,3 660,3 644和3 625 cm-1附近,倍频振动谱带分别位于7 183,7 154,7 118和7 077 cm-1附近,相对强度为A＜D＜B＜C。化学成分和M-OH红外振动谱带积分面积计算结果显示广西黑青色阳起石玉晶体结构中Mg2+优先占据M₂位置,Fe2+优先占据M₁位置;Mg2+和Fe2+在M₁和M₃位置上的分布相对有序,占位系数接近于1。综合分析认为广西黑青色阳起石玉的变质程度属绿片岩相范畴。     

基于太赫兹时域光谱和模式识别技术软玉和仿品鉴别

玉石是一种稀有的矿物质,自古以来备受国人喜爱,其真伪鉴别一直是珠宝鉴别行业的棘手难题,传统的鉴别方法已经难以实现对真假玉石的准确鉴别。太赫兹检测技术可以实现快速无损检测,在混合物的分类鉴别方面,有广泛的应用。基于太赫兹时域光谱技术和模式识别技术,对来自我国新疆、青海,以及巴基斯坦、阿富汗四个地区的软玉样品及玻璃、大理石、石包玉三种仿品,使用透射模式测得样品在0.1~1.5 THz频率范围内的太赫兹谱,通过参数提取得到其折射率谱线。由于其化学成分的复杂和多样性,仅靠其特征谱线图,并不能正确的区分软玉和仿品,为了更好的对其进行鉴别,需要建立分类模型。采用主成分分析（PCA）对实验得到的原始折射率数据进行降维和特征提取,作出样品在第一、二主成分上的二维得分图,在图中可以看出软玉和仿品能够很明显的区分开来。在经过降维处理之后的数据中,随机选取其中的四分之三作为训练集,剩下的作为测试集,输入到支持向量机（SVM）建立的分类模型中,并引入网格搜索（GridSearch）、遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）对支持向量机参数进行优化。结果显示,基于网格搜索的支持向量机最优参数c=2.828 4,g=2,识别率为97.7%,运行时间为1.39 s,用时最短;基于遗传算法的支持向量机最优参数c=1.740 1,g=4.544 6,识别率为98.3%,运行时间为3.6 s;基于粒子群算法的支持向量机最优参数c=11.287 2,g=1.833 1,识别率为98.6%,运行时间为6.13 s,用时最长。虽然三种优化算法得到的最优参数不同,但均可实现正确的分类。研究结果表明,使用太赫兹时域光谱技术结合模式识别方法可以快速、准确的鉴别软玉和仿品,这为玉石的鉴别提供了一种新手段。     

四川软玉(透闪石玉)猫眼热相变的Raman光谱研究

利用Raman光谱和X射线粉晶衍射谱（XRD）对四川软玉猫眼热相变的过程和最终产物进行了研究。结果表明：加热至900℃时,软玉猫眼中透闪石完全脱OH基,结构被破坏,出现新物相671cm^-1的特征强单峰。至1000℃时,1014cm^-1谱峰强度显著增强,同时出现573和934cm-1的弱谱峰。至1100℃时,1033cm^-1弱谱峰出现。研究表明热转变的最终产物是一种成分和结构都类似于透辉石的Ca-Mg辉石。这一结果被XRD测试所证实。     

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...     

聚四氟乙烯F-C-F弯曲振动二维红外光谱研究

在303~393K的温度范围内,分别测定聚四氟乙烯F-C-F弯曲振动模式(δ_(CF2(PTFE)))的一维红外光谱、二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱和去卷积红外光谱。研究发现:640和620cm~(-1)附近的吸收峰归属于F-C-F面外摇摆振动模式(ω_(CF2-A)和ω_(CF2-B)),550cm~(-1)附近的吸收峰归属于F-C-F剪式振动模式(δ_(CF2)),而500cm~(-1)附近的吸收峰则归属于F-C-F面内摇摆振动模式(ρ_(CF2))。最后研究了聚四氟乙烯二维红外光谱。研究发现:随着测定温度的升高,δ_(CF2(PTFE))吸收强度变化快慢的顺序为:550cm~(-1)(δ_(CF2))500cm~(-1)(ρ_(CF2))620cm~(-1)(ω_(CF2-B))640cm~(-1)(ω_(CF2-A))。本项研究拓展了二维红外光谱技术在聚四氟乙烯材料热变性的方面的研究范围。     

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。     

甘肃马衔山和田玉化学成分分析和产地判别研究

甘肃马衔山和田玉具有重要的宝玉石价值和考古文化价值,其中产地区分为甘肃马衔山和田玉的研究重点.通过测试分析马衔山和田玉的化学成分,对比其与国内主要产地和田玉的化学成分差异,建立微量元素产地判别模型,对甘肃马衔山和田玉的产地鉴别进行探究,为甘肃齐家文化中古玉器溯源提供数据支撑.以电子探针分析甘肃马衔山和田玉的主量元素,结...     

和田玉糖玉的致色机理研究

采用X射线粉晶衍射(XRD)、 激光剥蚀等离子体质谱(ICP-MS)、 拉曼光谱(RAMAN)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对和田玉糖玉的致色机理进行研究。结果显示,糖玉的主要矿物成分为透闪石,化学成分中的Fe含量和糖玉黄褐色色调有正相关关系,颜色越深Fe的含量越高,Fe在糖玉中以独立铁质矿物的赋存形式分布于透闪石的颗粒间、 微裂隙中。铁质矿物由于其含量低、 粒度细小,本文设计实验对其进行富集后进行测试。将铁质矿物富集后的样品进行透射电镜测试,铁质矿物呈云状集合体,电子花样衍射图显示其矿物为针铁矿。因此,针铁矿分布于透闪石颗粒间、 微裂隙中致使糖玉呈现黄褐色。拉曼光谱显示糖玉表面少见红褐色矿物颗粒为金红石,由于金红石含量少,仅对颜色成因有部分贡献。     

Vibrational spectra of a plasma-polymerized coating on the surface of a silicon single crystal

The composition and structure of plasma-polymerized coatings on the surface of a silicon single crystal are studied using methods of mass spectrometry and vibrational spectroscopy. It is established that the coating on the side of the surface is a set of ordered and unordered regions of branched chains of halogenocarbons and halogenohydrocarbons. A significant thickness of the coating-substrate transition layer contains silicon carbide and nitrogen dissolved in carbon. A great bulk of the coating is made up of amorphous carbon. The coating mass contains adsorbed gases that block reactive centers. Consideration is given to the special features of recording of vibrational spectra, the coating structure, its differences over the depth, the structural difference between the coating and a polymer film, and aging of the polymer material. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 66, No. 3, pp. 338–344, May–June, 1999.     

青碧与青玉的红外光谱特征及意义

青碧为碧玉系列中外观类似青玉的称呼。二者虽外观相似,但青碧价格高很多,故市场上出现了以青玉充青碧售卖的现象。此外,一些出土玉文物中也出现了这类外观的玉石材质,但无法准确判别其类型。这使得快速准确鉴别二者有十分重要的意义。采用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和电子探针分析方法,给出了青碧和青玉样品的谱学特征和矿物的化学组成等特征,并进行了对比分析。二者在紫外-可见反射光谱上没有明显差异,然而,二者的红外光谱特征存在可识别的差异。为了探讨出更有效的鉴别特征,采用了反射和透射两种方法来获取红外光谱。二者的红外光谱总体上一致,有以下可区分差异特征：青碧的红外反射光谱中出现了青玉光谱中未出现的1 050和1 018 cm-1附近吸收峰、肩峰及411 cm-1附近宽肩峰;青玉的红外透射光谱中出现了青碧光谱中未出现的453 cm-1附近肩峰和401 cm-1附近吸收峰。以上可作为快速鉴别青碧和青玉的谱学特征标志。红外透射光谱经朗伯-比尔定律(A=log(1/T))转换后,在3 674,3 661和3 643 cm-1附近处的OH伸缩振动谱带的强度与M1,M3位的Mg及Fe2+含量有很好的相关性。利用以上二者关系计算的Mg(M1+M3)#(在M1和M3位的Mg/(Mg+Fe2+))值可用于鉴别青碧和青玉。青碧的Mg(M1+M3)#值为0.871～0.892,小于青玉0.927～0.949。另外,电子探针分析结果显示青碧和青玉的化学成分存在一定差异：青碧Mg含量(a.p.f.u)为4.45～4.53,比青玉的4.66～4.78小;青碧Fe2+含量为0.28～0.49,大于青玉的0.10～0.23。但部分青碧和青玉间的Mg和Fe2+含量差异不大,说明红外光谱差异除了与成分有一定的关联性外,可能还与结晶时的物理化学条件有关(青碧和青玉的成因类型分别为超基性岩型和白云质大理岩型)。以上红外光谱识别特征不仅在鉴别青碧和青玉上具有重要的宝石学意义,还在古代玉制品源区的判别、产状分析等方面具有潜在的应用价值。     

胸腺嘧啶振动光谱的DFT理论研究及与实验结果的比较

文章运用DFT(density functional theory,密度泛函理论)计算了Th(Thymine, 胸腺嘧啶)的分子振动光谱,计算时,作者采用了B3LYP混合泛函和6-31G基函数组, 并对重原子和轻原子使用离散函数和极化函数;考虑到胸腺嘧啶晶体粉末中每两个分子之间可能形成氢键,作者加入两个水分子来模拟晶体内分子间氢键的影响。同时,在实验上测量了胸腺嘧啶的拉曼光谱和红外光谱,理论计算结果与实验结果基本一致,结果表明,同已报道的计算结果相比,文章的计算结果总体上更接近实验值。通过理论和实验数据的比较分析,对胸腺嘧啶的每个振动模式进行了归属。     

Vibrational spectra of barium oxalate hemihydrate

The infrared and Raman spectra of barium oxalate hemihydrate, BaC₂O₄ · 0.5H₂O, were recorded and discussed on the basis of their structural peculiarities and in comparison with the spectra of the previously investigated calcium and strontium oxalates.     

LAP及DLAP单晶的晶格振动光谱

本文对新型有机光学非线性晶体LAP的晶格振动进行了群论分析.并记录了各种几何配置下LAP单晶及其氘化物DLAP单晶在50～3700cm~(-1)范围的偏振喇曼光谱及偏振红外反射光谱.对谱图进行了识别.对LAP和DLAP单晶中NH_3~+,PO_4~(3-),COO~-基团的内振动进行了比较.实验结果表明DLAP单晶和LAP单晶具有相同的对称性.氘化使晶体的通光范围向红外方向扩展.