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...     

不同类型祖母绿的宝石学特征及红外光谱研究

采用常规宝石学研究方法和红外光谱技术对助熔剂法合成祖母绿、哥伦比亚祖母绿、巴西祖母绿和水热法合成祖母绿样品进行了研究.结果表明,不同成因类型的祖母绿红外吸收光谱具有明显的区别,根据祖母绿中是否含水以及水的赋存状态以及氯的吸收峰,可为准确鉴别祖母绿的成因提供重要依据.     

黑龙江穆棱地区宝石级石榴石的宝石学及谱学特征

对黑龙江穆棱新生代玄武岩产出的宝石级石榴石进行了宝石学常规测试、电子探针测试、拉曼光谱、红外光谱和紫外-可见光谱测试,以获得该区石榴石的宝石学特征和谱学特征。化学成分分析表明,该区石榴石为镁铝榴石,含有Fe,Ca,Mn,Cr,Ti等杂质元素。其平均晶体结构化学式为 (Mn_0.022Ca_0.455, Fe2+_0.720, Mg_1.793)_∑=2.990(Ti_0.003Cr_0.009Fe3+_0.062Al_1.951)_∑=2.025(SiO₄)₃。拉曼光谱分析表明该区石榴石存在混合相,由石榴石桥氧振动引起的拉曼位移峰反映出该特征。镁铝榴石桥氧弯曲振动拉曼位移峰位于560 cm-1(A₁g模)和641 cm-1(E_g+F₂g模),钙铝榴石和铁铝榴石桥氧弯曲振动E_g+F₂g模形成的拉曼位移峰分别位于507和486 cm-1。官能团区红外光谱显示该区镁铝榴石中不存在分子水,但少数镁铝榴石中存在少量的结构水,它们在3 585,3 566和3 544 cm-1处形成阶梯状的弱小吸收峰。该区镁铝榴石多为褐红色,其颜色由杂质离子Cr3+,Fe3+,Mn2+产生。紫外-可见吸收光谱显示,Fe3+的电子跃迁致570,521和502 nm吸收峰,Mn2+的电子跃迁致460和430 nm吸收峰,Cr3+电子跃迁致690和367 nm吸收峰。     

坦桑石的矿物学及谱学特征研究

对来自坦桑尼亚Merelani地区的坦桑石样品,分别采用电子探针、EMXPLUS型ESR谱仪、同步热分析仪、紫外可见光谱仪以及傅里叶变换红外光谱仪进行了测试与分析。结果表明：坦桑石样品的主要成分为SiO₂,Al₂O₃和CaO,微量成分中V₂O₅含量相对最多,平均含量为0.36%;坦桑石样品本身不含吸附水,结晶水, 加热至780 ℃附近时,脱失结构水,样品中结构水大约占总质量的2%;ESR实验结果中显示出明显Fe3+和Mn2+的电子顺磁信号;紫外-可见光谱显示,样品在385 nm处出现吸收窄带,575和750 nm处分别出现较为宽缓的吸收;红外光谱测试表明,样品在6 500~9 000 cm-1波段的倍频振动区,基本没有吸收。在4 000~6 500 cm-1波段主要为和频振动,5 956 cm-1附近呈较宽缓的吸收峰,5 413,5 184,4 336和4 046 cm-1处出现较尖锐的吸收峰,主要可能由O-H,矿物内的Si-O,以及空气里面的H₂O分子和CO₂振动所引起。综合EPMA以及ESR分析结果,蓝-紫色坦桑石颜色可能主要由V3+和V5+共同引起,Fe3+晶体场的d-d电子跃迁、Fe2+→Ti4+的电荷转移辅助致色。     

巴基斯坦宝石级榍石谱学研究

榍石作为一种稀有宝石,具有良好的宝石学特性以及出色火彩,在欧美、日本、印度等国备受欢迎.随着近几年国内外珠宝市场的交流增加,中国某些地区也开始流行这种外观炫目的宝石.但国内有关宝石级榍石研究较少,认知依然停留在折射率、色散等基本矿物学性质上,对其光谱学特征、颜色成因等方面研究依然存在空白.在对巴基斯坦黄绿色榍石进行成分...     

广西大化墨玉的矿物学及谱学特征研究

近年来大量的墨玉在国内外玉石市场上陆续出现,广西大化墨玉是最新发现的墨玉新品种。为了探究广西大化墨玉的矿物学及谱学特征,针对产自广西大化瑶族自治县的墨玉样品进行了常规检测,以及采用Ｘ射线粉末衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶红外变换光谱仪和激光剥蚀等离子体质谱仪等现代谱学仪器测试分析,从矿物组成、拉曼光谱和红外光谱以及化学元素组成进行了研究分析。常规宝石学特征测试显示广西大化墨玉的折射率为1.64(点测),比重为3.12。偏光显微镜观察显示广西大化墨玉的主要矿物为阳起石,含量大于98%,结构为显微毛毡状结构。XRD测试明确样品主要成分为阳起石,其特征面网间距为8.498 3和3.145 9 。傅里叶红外变换光谱仪测试结果显示样品的红外光谱与透闪石理论值接近,主要的特征峰为1 078,1 026,925,765,703,659,584,485,436 cm-1,其中1 078,1 026,925 cm-1为O-Si-O和Si-O-Si的反对称伸缩振动及O-Si-O对称伸缩振动,765,703,659 cm-1为Si-O-Si对称伸缩振动,584,485,436 cm-1为Si-O弯曲振动。激光拉曼光谱测试测试结果显示样品的图谱基本集中在3 500～3 800和119～1 054 cm-1这两个区域内,样品的拉曼光谱119～1 054 cm-1的特征峰中1 055,1 029和930 cm-1为闪石类矿物特征的Si-O伸缩振动,744和671 cm-1为Si-O-Si伸缩振动,且在671 cm-1是强度最大的特征峰位,代表硅氧四面体结构单元中桥氧的对称伸缩振动;在3 800～3 500 cm-1区间为M-OH伸缩振动区域,反映了M₁和M₃位置的阳离子与结构中的OH-成键的振动信息,位于3 628,3647,3 664,3 678 cm-1,这是由于OH-伸缩振动导致。通过激光剥蚀质谱仪测试分析发现样品的主要化学成分为SiO₂(52.4%),FeO(21.95%),CaO(12.5%)和MgO(12.4%)。此外还含有少量Al₂O₃,MnO,Na₂O,P₂O₅,K₂O和TiO₂,由于样品富含Fe元素,计算Mg/(Mg+Fe)=0.504,因此大化墨玉为软玉中的阳起石玉,并由此推断大化墨玉的黑色由含铁量较高所致。     

墨西哥红蓝料琥珀的宝石学及谱学特征

近年来,墨西哥蓝珀备受欢迎,在市场上占有量越来越大。红蓝料琥珀作为蓝珀的品种之一,因其表层通常具有一层褐红色的氧化皮层,内层琥珀在紫外光下具有蓝绿色荧光,被称为“红皮蓝珀”。但墨西哥琥珀中的红蓝料由于形成条件的限制非常稀少。通过宝石学常规测试、显微放大观察、傅里叶红外光谱和光致发光光谱等,对墨西哥红蓝料琥珀的宝石学特征和谱学特征进行研究,并与墨西哥的黑皮料琥珀展开对比研究。墨西哥红蓝料琥珀红皮常呈微透明,内部为半透明-微透明,红皮厚度不均,由黑色点状包裹聚集流动组成。长波紫外灯下红皮部分显示弱至无的荧光,内部显示较强的蓝色荧光。红外光谱中墨西哥红蓝料红皮部分位于1 723和1 233～1 046 cm-1处的吸收峰分别是由含氧基团C═O及C-O所致,由-CH₃所致的吸收峰位于2 928 cm-1,其中含氧基团C═O是使红蓝料琥珀呈现红色的生色团。红蓝料琥珀红皮部分C═O峰与-CH₃峰的吸收强度比约为4/5,而内部约为2/5~1/2,红蓝料琥珀表层红皮部分的氧化程度较内部强,并且红蓝料琥珀内部氧化程度高于黑皮料内部。光致发光光谱结果表明红蓝料琥珀的红皮部分和内层的发光中心不同,红皮部分以562和506 nm为发光中心,而内层大多以467和472 nm为发光中心。随着氧化程度的增加,发光中心逐渐红移,荧光强度明显降低,C═O对墨西哥红蓝料琥珀的荧光起到了淬灭作用。黑皮料琥珀内部特征谱峰具489和466 nm两个宽的发光中心,黑皮料琥珀内部的荧光强度较红蓝料琥珀更高。该研究为墨西哥红蓝料琥珀的鉴别提供了依据,有助于墨西哥红蓝料琥珀与其他产地、其他品种琥珀的区分,具有重要的理论意义和市场运用价值。     

马达加斯加黄色方柱石的谱学特征研究

利用常规宝石学仪器、电子探针、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计和三维荧光光谱仪等,对马达加斯加黄色方柱石的宝石学性质及谱学特征进行了研究分析。马达加斯加方柱石的宝石学特征与方柱石理论值基本一致;方柱石样品颜色均匀,具有玻璃光泽,原石晶型较为完好且表面普遍可见纵纹及褐红色杂质,部分样品表面可见晕彩效应,样品内部可见多种包裹体,如黑云母、无色晶体包裹体等。红外光谱分析结果表明,样品在指纹区均显示1 039, 1 105和1 196 cm^-1处Si(Al)—O伸缩振动吸收峰;752 cm^-1处Si—Si(Al)伸缩振动吸收峰;551, 687和624 cm^-1处O—Si (Al)—O弯曲振动吸收峰;459 cm^-1处Si—O—Si的弯曲振动与Na(Ca)—O伸缩振动的耦合吸收峰;416 cm^-1处Si—O—Si弯曲振动吸收峰。红外光谱官能团区的诊断性鉴定依据为：3 530和3 592 cm^-1处O—H振动引起的吸收峰;2 499, 2 ...     

4种红色青田石的矿物成分与谱学特征

浙江省青田县的青田石为我国四大图章石之一。青田石均为原生矿，属于硐采图章石。开采出的青田石具有丰富的颜色，但是其中红色品种的青田石较少，一般为特征的暗红棕色。对产自青田县山口矿区的4种红色青田石：红花冻、红花、石榴红、桔红石进行了谱学研究，主要采用了偏光显微镜、X射线粉末衍射(XRD)、以及拉曼光谱(LRM)对组成它们的主要和次要矿物成分和颜色成因进行了初步探究。在偏光显微镜下, 对四种红色青田石薄片样品中颜色的分布形态进行了详细观察。其中，红花冻和桔红石的红色部分呈颗粒状、团块状浸染分布于基体中，而石榴红和红花的红色部分呈点状、脉状侵染分布于基体中。在XRD测试中，对它们的主要矿物成分和次要矿物成分进行了研究，并对其进行了青田石种类归属。红花冻、红花和石榴红的主要矿物成分为叶腊石，三者属于叶腊石型青田石。叶腊石存在1Tc和2M两种多型。根据XRD衍射谱中19°~22°（2θ）和28~31°（2θ）处衍射峰形态和具体峰位，可知红花冻主要为2M型叶腊石组成，含有1Tc型叶腊石；红花和石榴红主要为2M型叶腊石组成。其中红花冻的次要矿物成分为地开石，红花的次要矿物成分为石英，石榴红的次要矿物成分为云母；桔红石的主要矿物成分为地开石，属于地开石型青田石。地开石存在有序→无序的结构特征，根据地开石XRD的（020），（110）和（112）衍射峰强度特征，可知石榴红中地开石的有序度较高。桔红石中次要矿物成分为石英。拉曼光谱对红色青田石的次要和微量矿物成分进行了研究，并主要对红色部分的矿物成分进行了探测，以确定红色青田石的颜色成因。测试结果显示，四种红色青田石均含有赤铁矿。此外，红花冻中还存在硬水铝石和金红石；红花中还含有大量石英以及少量硬水铝石和金红石；石榴红中还含有硬水铝石和金红石；桔红石中还含有石英。红花冻、红花和桔红石为赤铁矿微晶致色，而石榴红的为金红石微晶致色。因此，所研究的四种红色青田石均属于杂质矿物致色。     

蓝色蛇纹石玉的谱学特征

近期在玉石市场上出现了一种名为"天青冻"的蓝色蛇纹石玉,为蛇纹石玉的一个新品种.采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪和X射线粉晶衍射仪分析其结构特征、化学和矿物组成,并采用傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪和紫外-可见分光光度计对其谱学特征进行研究.结果表明蛇纹石呈叶片状交织成毛毡状结构,并含...     

俄罗斯富钒型水热法合成祖母绿的紫外-可见-近红外光谱表征

祖母绿为绿柱石族中铬(Cr)、钒(V)共同致色的宝石种,合成历史悠久,技术不断改进,新配方产品不时出现.近期市场上出现一种新型水热法合成祖母绿,颜色亮丽,外观可与哥伦比亚天然祖母绿媲美,经初步分析发现其为V致色合成祖母绿.为了探究其特征,运用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(L A-IC P-MS)、紫外-可见-近红外(U...     

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。     

莫桑比克棕黄色碧玺的宝石学及光谱学表征

碧玺是晶体结构和化学成分都十分复杂的含硼硅酸盐矿物。在珠宝市场中最为常见的碧玺品种几乎都为锂碧玺和少量镁碧玺，目前的珠宝专业教材或相关领域的文章都对锂碧玺研究较多，而镁碧玺却少有涉及。对六颗产于莫桑比克的黄-棕黄色碧玺刻面宝石进行了宝石学常规测试、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）测试、红外吸收光谱、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱和激光拉曼光谱测试，以获得碧玺样品的宝石学及谱学特征。宝石学常规测试表明，实验样品与一般常见碧玺的物理和光学性质基本符合，但所有样品在紫外荧光仪短波（254 nm）下具有中-强绿色荧光，而一般碧玺在短波下为惰性，此外，样品中均含有较多的浅色和深色的粒状矿物包裹体，且不见一般碧玺中常见的长管状包裹体、气液两相包裹体。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析表明，实验样品属于镁碧玺，其平均晶体结构化学式为(Ca_0.15Na_0.85)_1.00(Mg_2.89Fe_0.02Al_0.09)_3.00Al₆(Si₆O₁₈)(B_0.95□_0.05O₃)₃(OH)₄。选取包裹体较少的样品进行红外吸收光谱测试，碧玺样品在2 000～6 000 cm-1区域内有OH和Si-O的振动峰，说明样品含有结构水。经过紫外-可见光吸收光谱测试，样品在400～500 nm内有一宽吸收峰，谱峰位置在445 nm左右，这可能与Fe2+-Ti4+的电荷转移和交换耦合的Fe2+-Fe3+离子对有关。经过荧光光谱测试，本批碧玺样品在254 nm激发光源下，产生中-强的绿色荧光，特征荧光峰为534 nm强峰及475 nm肩峰，荧光的产生原因与样品中Ti和Fe有关。对碧玺样品的主体矿物进行激光拉曼测试，测试结果符合镁电气石的拉曼光谱。该研究创新主要体现在以下两个方面：（1）研究对象经测试属于镁碧玺，其谱学特征方面尚未有详细研究；（2）实验样品在短波下具有独特的荧光现象，这一现象目前还没有其他学者提出，且笔者对荧光产生的原因进行了分析。     

Estimation of cosmic radiation doses in Punjab,Pakistan

Cosmic radiation is one of the most important sources of human exposure to natural radiation. Data regarding the level of cosmic radiation in different areas of Pakistan are lacking. The aim of the present study was therefore to estimate the annual outdoor effective doses from cosmic radiation in the Punjab province of Pakistan. The Punjab province is located between geodetic latitudes 28° and 34° N, and longitudes 69° and 75° E. The mean value of the outdoor annual effective dose was found to be 333 μ Sv, which generates a radiation dose of 0.33 mSv y^?1 per caput. This is 87% of radiation dose received by the population in the region from terrestrial sources reported elsewhere. The results of this study will contribute to regional as well as world data regarding the exposure of the population to cosmic radiation.     

颜色不稳定黄色蓝宝石的谱学特征与颜色成因

颜色不稳定黄色蓝宝石广泛存在市场中,如何有效鉴别颜色不稳定黄色蓝宝石的特征是当前宝石学研究的热点。利用改色实验、紫外-可见光谱（UV-Vis）、三维荧光光谱对颜色不稳定黄色蓝宝石进行深入的谱学特征研究。改色实验表明斯里兰卡黄色蓝宝石中部分存在光致变色的现象,短波紫外光会导致样品着色,而太阳光会导致样品褪色。紫外光照后黄色蓝宝石的颜色由稳定部分和不稳定部分共同组成。颜色不稳定蓝宝石的“着色态”和“褪色态”紫外-可见光谱可见明显的蓝紫区吸收,这可能与蓝宝石中O2--Fe3+的电荷转移有关,导致了蓝宝石稳定的黄色调。蓝宝石的紫外-可见光谱在“着色态”相比“褪色态”可见明显的蓝紫区吸收增强,可能由于紫外光照射增强了O2--Fe3+之间的电荷转移。紫外-可见光谱测试表明样品中具有弱的与Fe有关的吸收峰,这与样品含有较低的Fe含量一致,不足以产生稳定黄色调。三维荧光光谱分析结果表明颜色不稳定黄色蓝宝石的“着色态”和“褪色态”具有一致的激发光波长Ex=325～335 nm、发射光波长Em=560～570 nm的特征荧光中心,在“着色态”时的荧光强度明显高于“褪色态”。含铁黄色蓝宝石具有荧光效应且特征的荧光中心可作为识别这种颜色不稳定黄色蓝宝石的潜在鉴定手段。综合报道了颜色不稳定黄色蓝宝石的谱学特征与可能的颜色成因,为识别颜色不稳定的蓝宝石提供了鉴定依据,同时为后续改色处理的工艺提供了理论基础。     

激光诱导有机物中氮元素的光谱特性分析

选用同时含苯环和C-N结构的有机物苯甲酰胺样品为实验对象,制备不同含氮量的样品并进行激光诱导击穿光谱实验;在不同气体环境(空气、氩气)和激光能量条件下,研究了有机物中N元素的激发特性,建立了N元素光谱信息与N元素含量之间的关联性.结果表明:在氩气环境中,含N元素样品的N原子谱线较难被探测到N,该结果说明在大气环境中探测到的N原子谱线主要源于空气中N的激发(空气中有79%的N2);在空气或氩气条件下,均能探测到较强的CN分子光谱,且与样品中N元素含量有一定的关联性,这种关联性不仅与气体环境有关还与激光能量有关;在氩气条件下,由于CN分子光谱的形成完全来源于样品,不管在低能量还是高能量条件下,均与N元素含量具有较高的相关性;在大气环境中,在低能量条件下,关联性较好(R2高于0.9),而高能量条件下,关联性较差,说明在低能量条件下,空气环境中探测到的CN主要来源于样品本身,而在高能量条件下CN分子光谱的形成受环境中氮气的影响较大.