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。     

陕西白河小东沟绿松石矿明矾石的矿物学及谱学特征

鄂豫陕地区是我国重要的绿松石产区,其中陕西白河位于秦岭东部,是绿松石的重要矿点之一。选取陕西白河县小东沟绿松石矿床的黄白色和绿色伴生矿样品,对其进行薄片观察、 X射线粉晶衍射测试、红外光谱仪和拉曼光谱仪分析的矿物学和谱学研究。测试结果表明样品为明矾石,还含有少量磷铝矾和高岭石。可观察到其呈脉状结构产出,表明具有多期次形成阶段,后期结晶颗粒较好,具有典型假立方体状的菱面体的结晶特点;该矿物红外光谱谱带主要分布在3 697～3 488 cm^-1以及1 638～433 cm^-1范围内,在3 697和3 620 cm^-1处具有高岭石中OH导致的弱红外吸收谱峰;明矾石的拉曼光谱谱峰由SO₄^2-振动导致,此外在3 700和3 626 cm^-1处出现高岭石中OH的伸缩振动导致的峰位。结合该地区绿松石矿床风化淋滤特点,判断该区明矾石矿脉形成于低温富碱性环境下,当含矿溶液或围岩中形成绿松石所需成分不足时,趋向于形成明矾石,以脉状、块状形式产出,并共生有磷铝矾和高岭石矿物,为...     

湖北与安徽产高品质绿松石的红外与拉曼光谱特征及意义

近年来,市场对高品质绿松石的产地识别需求愈加迫切,然而,相应的研究尚少。湖北秦古、文峰和安徽笔架山产有结构致密细腻、光洁坚韧,蓝色的绿松石。它们的谱学特征基本一致,但在峰位或强度上存在可以识别的差异。红外光谱特征中,由δ(OH)弯曲振动引起的783 cm-1附近谱带在秦古样品中表现为797和779 cm-1分裂峰,在文峰样品中表现为787 cm-1峰,在笔架山样品中表现为783 cm-1峰。不同产地的R=I_{783 cm-1}/I_{837 cm-1}值不同,秦古样品R值在0.98以上,文峰样品R值在0.85左右,笔架山样品R值集中在0.91～0.94。属于ν₄(PO₄)伸缩振动内的609 cm-1附近谱带在文峰样品中较明显且强度大,在秦古样品中峰形略宽、强度稍弱,笔架山样品在该处吸收平缓且强度很小。拉曼光谱中在3 500 cm-1附近笔架山样品的峰位波数明显较湖北秦古和文峰样品的大(为3 506和3 505 cm-1),而湖北所有样品的此峰均低于3 500 cm-1(3 495～3 500 cm-1),可能由水组分的不同造成的,且其在3 472 cm-1附近的峰强度明显偏大。同样情况发生在由ν₄(PO₄)弯曲振动引起的551 cm-1峰,可能为微量元素Zn的含量差别所致。以上特征可作为识别湖北和安徽两产地绿松石的重要谱学标志,结合其外观特征,可以将二者有效区分。以上研究结果还具有潜在的考古学价值。     

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。     

拉曼光谱在优化处理绿松石中的应用研究

优化处理绿松石的大量面市,给绿松石的鉴定带来了挑战。通过激光拉曼光谱测试分析、压制及人工注塑处理绿松石为研究对象,对优化处理绿松石的激光拉曼光谱特征进行了研究。结果表明,拉曼光谱技术是一种有效鉴别绿松石及其处理品的无损检测方法,OH,H₂O,PO₄ 及CH₂基团的振动模式和频率决定了优化处理绿松石的激光拉曼光谱特征。优化处理绿松石除具绿松石典型拉曼光谱特征外,在2 937和2 883 cm-1处普遍出现一组具鉴定意义的由外来添加物中CH₂伸缩振动及CH₂弯曲振动致拉曼谱带。依据这些特征拉曼谱带,有助于将天然绿松石与优化处理品区分开。该研究为快速、准确、无损鉴别绿松石提供了一种新思路。     

绿松石显微拉曼光谱及产地意义初步分析

运用显微拉曼光谱技术（RM）分析了实地采集的我国湖北、安徽两地的4件现代绿松石样品,发现处于同一绿松石成矿带内、成矿背景和成因类型相同的3件湖北绿松石样品,尽管颜色上有差异,但其拉曼图谱保持基本一致,而与成矿背景和含矿岩系明显不同的安徽马鞍山绿松石拉曼图谱在900～100 cm-1区域差别很大,且荧光背景强度和光谱特征也有明显区别;同时选取了2件古代绿松石样品用激光拉曼光谱进行原位无损分析,通过与已知产地绿松石样品（所有样品均为实地采集）拉曼图谱的对比,探讨利用已知产地绿松石样品的拉曼图谱作为“指纹”示踪古代绿松石产地的可行性。     

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...     

浙江遂昌好川墓地五件出土绿松石珠的科技分析

目前现代测试技术发展较快,为古代玉器的加工技术、产源研究提供了无损研究手段.利用红外光谱和能量色散X射线荧光光谱技术(EDXRF),对浙江省遂昌县好川墓地中M52号墓出土的五件绿松石珠进行无损测试,期望判断其可能的产地来源.红外谱学特征显示,3468和3514 cm-1处可见红外吸收锐谱带,是由于ν(O H)伸缩振动所...     

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。     

激光拉曼光谱法测定天然气组成标准研究

进行了天然气组成分析-激光拉曼光谱法标准化研究,探讨了激光拉曼天然气组成分析方法标准化的可行性。采用激光拉曼光谱进行天然气组成分析,无需将天然气中各组分分离便可实现多组分同步检测,减少分析时长,提高测量的实时性,实现快速分析,通过国内外激光拉曼天然气分析方法和标准的研究和实验,掌握了国内外激光拉曼天然气分析方法技术现状及发展方向,积累了激光拉曼天然气分析试验数据,结果表明激光拉曼天然气分析具有可快速检测(10 s)、连续记录和操作简单的优点,适用于天然气录井、井站、集气站原料气气质分析和天然气净化处理中过程控制中实时快速获取气质数据,建议制定激光拉曼光谱天然气分析方法标准,测量组分为CO₂,N₂,H₂S,CH₄,C₂H₆,C₃H₈,测量范围分别为：CH₄：75%~99.9%,C₂H₆：0.005%~20%,C₃H₈：0.005%~10%,H₂S：0.001 5%~10%,N₂：0.02%~10%,CO₂：0.01%~10%(上述浓度均为摩尔分数),为上游领域天然气勘探开发及过程控制服务。     

“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。     

拉曼光谱在天然纤维素结构研究中的应用进展

纤维素是木质纤维生物质细胞壁的骨架物质,也是生物燃料制备过程中重要的前驱体。作为重要的天然有机高分子,纤维素分子结构的研究备受关注。拉曼光谱仪因其较高的分辨率及无损检测的特点可在多尺度研究天然纤维素复杂分子链及聚集态结构。本文在比较了色散型拉曼光谱仪和傅里叶变换拉曼光谱仪的构造及相关参数的基础上,详细综述了拉曼光谱技术在植物细胞壁纤维素微区分布、天然纤维素酶解发酵、分子链空间取向、分子形变、结晶度与多晶态转变等方面的研究进展。并对拉曼光谱技术在天然纤维素分子结构研究中存在的问题进行了总结,提出了可能的解决方案,以促进拉曼光谱技术在天然有机高分子研究领域的应用。     

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...     

纯天然植物紫外吸收剂的光谱特性研究

纯天然植物紫外吸收剂是一种高安全性、无副作用且有发展前景的化妆品新型紫外吸收添加剂。纯天然植物紫外吸收剂是由对紫外光有吸收作用的草本植物通过干品粉碎,用有机溶剂萃取、真空干燥后获得。新型紫外吸收剂固体呈现暗褐色,用乙醇和水配成溶液(紫外吸收剂原液)呈淡黄色。本文主要用紫外-可见分光光度计测定新型纯天然植物紫外吸收剂的紫外吸收光谱,分析结果发现,紫外吸收剂在UVC区和UVB区其相对透射率均小于0.2%,最大值出现在UVA区约375 nm处也仅为2.1%。说明新型天然植物紫外吸收剂对紫外线有较好的吸收,能屏蔽各种波长的紫外光。