与绿松石相似的三种天然矿物的鉴别与谱学特征

对与绿松石相似的三种天然矿物进行观察和测试,获取其宝石学基本参数以及谱学特征如红外光谱、显微激光拉曼光谱,并进行了X射线粉末衍射分析,以此探明三种天然相似品的矿物组成及与绿松石的鉴别方法。经测试发现,三种天然矿物分别为三水铝石、磷铝石和异极矿。外观上,可通过柱状集合体和解理等特征初步鉴别异极矿;低硬度的三水铝石、低折射率的磷铝石和高相对密度的异极矿也可大致区分出来。对三水铝石、磷铝石、异极矿和绿松石准确高效地进行定性区分,则可通过红外光谱和拉曼光谱进行,每种矿物的谱学特征都存在明显差异。X射线粉末衍射测得的矿物组成发现,三水铝石和磷铝石的蓝色可能由Fe元素导致。     

绿松石与磷铝石的宝石学特征对比研究

绿松石和磷铝石外观上相似,且产地众多,本文选取3颗湖北竹山绿松石、4颗安徽马鞍山绿松石、3颗美国犹他州磷铝石和3颗安徽马鞍山磷铝石共计13颗样品作为研究对象,进行常规宝石学测试和红外光谱、紫外光谱、X射线荧光能谱等测试,对绿松石和磷铝石的常规宝石学特征和谱学特征进行对比、总结和归纳。绿松石与磷铝石的相对密度近似,红外光谱测试绿松石和磷铝石区别主要体现在3600～3400 cm^-1范围内,绿松石有两个结构水的吸收峰,而磷铝石只有一个结构水吸收峰;1200～1000 cm^-1范围内,绿松石具有四个与PO₄^3-伸缩振动有关的吸收峰,而磷铝石只有两个,且绿松石的主吸收峰为1119 cm^-1处,磷铝石的主吸收峰在1056 cm^-1处。竹山和马鞍山绿松石紫外可见光谱出现由Fe³⁺的⁶A₁→⁴E_g+⁴A₁(^4...     

阿富汗石的宝石学特征及谱学特征

利用常规宝石学测试方法,紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪等对阿富汗石样品的矿物组成、紫外-可见光谱、红外光谱及拉曼光谱等谱学特征进行研究。结果显示,阿富汗石样品的折射率为1.523～1.529,摩氏硬度5～6,受S~(3-)、S~(2-)分子离子根影响,在长波紫外光下呈弱至强亮橙黄色荧光,紫外-可见光范围内具有600 nm附近吸收宽带和380 nm附近弱吸收带为特征的吸收光谱。红外测试结果显示,指纹区以1 005、1 119 cm~(-1)处强吸收峰,伴随1 166 cm~(-1)处肩峰和768、1 387 cm~(-1)处弱峰,及690～400 cm~(-1)范围内一系列锐锋为特征,官能团区以1 631、3 438 cm~(-1)为中心的吸收带为特征。激光拉曼光谱分析结果显示,阿富汗石样品的特征拉曼位移峰位于260、426、453、542、579、615、989、1 083 cm~(-1),X射线粉末衍射分析显示阿富汗石的特征衍射峰为一组五强峰d=3.682、3.293、2.125、4.825、2.678■,原岩共生矿物包括磷灰石、透辉石、方解石、黄铁矿、方钠石等。     

铝硼锆钙石的宝石学特征

铝硼锆钙石属于一种极为稀有的宝石品种,其宝石学特征的研究报道较少。为丰富相关宝石学数据,为类似的稀有宝石品种检测提供思路,并提高检测效率,对样品进行常规宝石学测试,并运用红外光谱、拉曼光谱、EDS能谱及光致发光光谱技术进行了测试与分析。结果表明,铝硼锆钙石折射率值超出折射仪测量范围,二色性明显,可见典型吸收光谱,紫外灯长波下惰性,紫外灯短波下呈中-强黄绿色荧光,放大可见明显刻面棱重影、裂隙、矿物及流体包裹体,密度为3.89±0.02 g/cm~3,摩氏硬度为7～8,贝壳状断口;红外光谱与拉曼光谱结果显示特征谱峰与B-O、Al-O、Ca-O、Zr-O振动有关,其中[BO_3]~(3-)和[BO_4]~(5-)并存。光致发光光谱证实电子-空穴心的存在,紫外-可见吸收光谱显示特征吸收峰与微量Ti、V、Fe叠加吸收有关;EDS能谱仪测试样品的主量元素与铝硼锆钙石化学式一致。     

一种仿绿松石材料的宝石学特征

采用宝石显微镜、偏光显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪等测试方法对近期湖北市场出现的一种仿绿松石材料进行了常规宝石学、矿物学、谱学特征研究。结果表明,该类仿绿松石材料的主要成分为重晶石粉末,样品相对密度为2.83~3.08,隐晶质,不规则断口,用小刀刻划可产生划痕,与盐酸不反应,该仿绿松石材料与天然绿松石的外观相似,但成分结构差异较大。结合扫描电子显微镜、X射线粉末衍射与红外光谱、拉曼光谱测试结果,仿绿松石样品可能为重晶石粉末与有机物固化而成,利用红外光谱与拉曼光谱测试技术能快速有效的无损鉴别出天然绿松石与该仿制品。     

一种绿松石仿制品的宝石学特征

最近一种俗称"白水牛松石"的宝石产品在市场上出现,其外观与绿松石极其相似,样品主体为白色,局部蓝色-蓝紫色,含黑褐色脉状铁线,常规宝石学数据与绿松石相差较大。为确定样品名称,采用宝石显微镜、紫外-可见分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线能谱仪(EDS)等测试方法对该绿松石仿制品的宝石学和矿物学特征进行分析,结果表明,该绿松石仿制品样品的主要矿物组成为磷钡铝石,可定名为磷钡铝石或磷钡铝石玉,已知的优化方法为浸蜡处理。     

赞比亚锰铝榴石的宝石学和化学成分特征

赞比亚Lundazi地区是锰铝榴石的较新产地,对该产地一批橙黄色石榴石样品的化学成分、宝石学与光谱学特征进行了系统研究,提取出有意义的宝石学数据,丰富了该产地溯源信息。通过常规宝石学测试和化学成分测试,确定了赞比亚橙黄色石榴石为端元组分含量高至92 mol.%的锰铝榴石;拉曼光谱与红外光谱的测试结果表明赞比亚锰铝榴石的3个特征拉曼峰分别位于907、551、349 cm~(-1)附近,特征红外光谱分别位于976、891、865、629、571、522 cm~(-1)附近;通过分析赞比亚锰铝榴石的紫外-可见吸收光谱与谱峰归属,发现赞比亚锰铝榴石的橙黄色由Mn~(2+)和Fe~(2+)所致,对应的吸收峰分别为409、421、430、460、482 nm和504、525、570 nm。     

含黑色草花状包裹体的南红玛瑙的宝石学特征

四川凉山产出一类同时含红色和黑色球粒状矿物包裹体的南红玛瑙,其包裹体常以丝脉状、浸染状聚集构成独特的草花状图案。采用红外光谱、X射线粉末衍射及拉曼光谱等测试方法,得知该类南红玛瑙主要矿物组成为石英,斜硅石含量低,结晶度指数6.76;红外透射光谱3 674 cm~(-1)处的吸收峰及X射线粉末衍射中d=8.418■衍射弱峰推测层状硅酸盐矿物存在;红色球粒状矿物具226、245、292 cm~(-1)等赤铁矿拉曼特征位移峰;黑色球粒状矿物显示金属硫化物拉曼特征位移峰,多分布在342 cm~(-1)和377 cm~(-1)附近,结合扫描电子显微镜的能谱(EPS)分析及电子背散射衍射(EBSD)测试确定黑色球粒状矿物为立方晶系黄铁矿[(FeAs_((0.015-0.018 5))S_((1.826-1.886))],与少量黄铜矿(拉曼特征位移峰289 cm~(-1))共生;此类南红玛瑙中黑色球粒状矿物的组成、形态分布明显区分于其他地区玛瑙中常见构成草花状图案的铁锰质、有机质等黑色包裹体,有一定产地指示意义。     

一种蓝色文石的宝石学特征

近期在广东市场出现了一种蓝色的、外观似针钠钙石的玉石,为查明其矿物组成及颜色成因,采用常规的宝石学测试,结合激光拉曼光谱仪、红外吸收光谱仪、紫外-可见分光光度计、X射线荧光光谱仪等大型仪器,对该玉石样品的宝石学特征做了一系列的研究。研究结果表明:样品的折射率为1.52~1.66(点测),相对密度约为2.69;拉曼光谱显示样品主要成分为文石;红外光谱的分析结果进一步验证了该样品为无机成因的文石;紫外-可见分光光度计和X射线荧光光谱仪的分析结果推断,该样品的蓝色是由Cu~(2+)以类质同象的方式替换了Ca~(2+)所致。     

“美国苹果绿”的宝石学特征及矿物组成

近几年,珠宝市场上出现了一种"美国苹果绿"新玉石产品,其主要作为摆件和雕件销售,日益受到消费者的欢迎。"美国苹果绿"为苹果绿色,有的可见大小不同的白色斑点,折射率为1.560,密度为2.555g/cm3,与磷铝石的折射率(约1.560)和密度(2.500±0.080g/cm3)相近。通过常规宝石学检测、激光诱导离解光谱(LIBS)、红外吸收光谱和X射线粉末衍射等测试方法,确认该样品的主要矿物组成为磷铝石,含少量的磷钙铝石,白色斑点的主要矿物组成为隐晶质石英。初步断定,"美国苹果绿"应为产自美国的绿磷铝石。     

地开石型“老挝石”的矿物学特征

"老挝石"与寿山石外观极其相似,但是价格低廉且产量巨大,给寿山石的交易市场带来了严重的冲击。利用偏光显微镜、X射线粉晶衍射仪、傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、电子探针对"老挝石"的矿物学特征进行了详细的分析。结果表明:(1)不同颜色的"老挝石"主要矿物组成相同,以地开石(2M1型)为主,含有少量珍珠陶石和高岭石,地开石整体结晶程度差,偶见假六方片状,颗粒大小不一;(2)扫描电子显微镜和拉曼光谱显示,"老挝石"中次要矿物有赤铁矿、金红石、长石和硫磷铝锶石。老挝石中大部分赤铁矿结晶形态良好,呈现四边形或者六边形的结晶外形,少量赤铁矿呈浸染状包围形态规则的赤铁矿、长石,或分布在裂隙中,颜色富集,红色调加深,"老挝石"中"萝卜纹"的光泽、透明度与基质不同,呈现网脉状分布,矿物成分为硫磷铝锶石;(3)电子探针结果表明,红色"老挝石"中Fe质量分数较高,浸染状赤铁矿可能是导致"老挝石"呈现红色的主要原因。     

重晶石质玉(处理)的宝石学特征

笔者收到由客户委托待检测的样品(客户称为"青花玉"),采用常规宝石学测试、偏光显微镜,X射线粉末衍射仪、红外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜及X射线能谱分析等测试方法对该类样品进行了测试研究。结果显示,该样品的折射率为1.63～1.64(点测),相对密度为4.17～4.20,在长波紫外荧光灯下浅蓝色部分显示弱荧光;偏光显微镜显示该样品主要由大量重晶石,混杂微量蓝铜矿、孔雀石及不透明金属矿物组成;X射线粉末衍射分析和红外光谱测试结果显示,该样品主要矿物以重晶石为主;拉曼光谱显示样品中蓝色部分为蓝铜矿,蓝绿色基底为重晶石,表面细小裂隙可见褐色透镜体为人造树脂充填物,揭示样品后期经过树脂充填处理。依据国家标准GB/T 16552-2017中的定名规则,建议定名为重晶石质玉(处理),在备注中注明局部含有蓝铜矿。     

铁铝榴石表面坑洞内一种异相材料的红外光谱证据

铁铝榴石表面的光泽差异可作为其是否经过了充填处理的重要证据之一,但需要辨别其成因是天然矿物包裹体出露还是人工注入材料所致。采用常规的宝石学测试方法和红外光谱技术分析了铁铝榴石样品的宝石学特征及其表面弱光泽材料的红外光谱特征,获得了其是否经过充填处理的关键证据。结果表明,显微红外反射光谱中1 200~900 cm-1范围内的谱带以及798,779 cm-1处的吸收峰表明铁铝榴石中的异相材料为石英矿物包裹体,而不是油、树脂、蜡、玻璃等人工充填物。因此,铁铝榴石表面有弱光泽材料的存在不能简单视为其经过充填处理的关键证据,其表面存在的矿物包裹体可能是引起石榴石光泽变化的原因之一。     

湖北十堰“雨点纹”绿松石的谱学特征研究

“雨点纹”是绿松石中具有类似雨滴状饱和颜色的特征图案。本文以产自湖北省十堰市的“雨点纹”绿松石为样品，利用常规宝石学测试、X射线粉晶衍射、拉曼光谱和红外光谱、电子探针等方法对样品的宝石学性质、物相组成和化学成分等方面进行分析探讨。实验结果显示，“雨点纹”绿松石样品整体为蓝绿色调，雨滴状图案无规律分布其中。本文研究的“雨点纹”绿松石与标准绿松石谱学特征相近，EMPA结果表明Cu和Fe元素为绿松石的主要致色元素。基底和“雨点纹”部分的主要矿物均为绿松石。     

“云南绿松石”的鉴定、颜色成因与宝石学特征研究

近期,云南珠宝市场盛行一种新型“绿松石”品种,商家称作“云南绿松石”,上品全绿,以大而美著称。现有资料表明云南省仅安宁对门山区域曾有绿松石出产,但该矿点已被列为保护矿区禁止开采。本文通过常规宝石学测试、红外光谱、拉曼光谱、X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱、激光诱导击穿光谱和电子探针等研究方法,对“云南绿松石”进行了样品鉴定和颜色成因分析。结果表明,“云南绿松石”实际为磷铝石质矿物集合体,在宝石学基本性质和谱学特征上与绿松石具有较大差异,抛光后呈现弱玻璃至玻璃光泽,表现为由浅至深的绿色,色泽浓郁,部分间杂白色、褐色条带;折射率为1.56～1.57;密度为2.52～2.56,紫外荧光均呈惰性;该产地磷铝石以“富铁贫铬”为致色元素特征,XRF和电子探针测试显示出Fe₂O₃和Cr₂O₃富集现象,紫外光谱显示出360 nm,640 nm吸收峰和690 nm吸收带,匹配为Fe³⁺和Cr³⁺的共同作用。     

安徽绿松石充填材料及处理特征初探

采用宝石学常规测试、傅里叶红外光谱仪、显微激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计等方法测试了几种用于绿松石充填的胶水材料及对应处理后的安徽绿松石样品。结果表明,疏松原矿绿松石的相对密度为2.25,胶水充填的绿松石相对密度更低,低于理论值。液态胶水的红外光谱中普遍有位于2 978 cm~(-1)处—CH_3键、2 930 cm~(-1)处—CH_2键、1 722 cm~(-1)附近C=O键和1 256 cm~(-1)附近C—O—C键的振动峰;固化胶水主要基团的红外振动峰与液态胶水基本一致;固化剂的红外光谱中1 715 cm~(-1)处振动峰归属于v(C=O)伸缩振动,1 418、1 327 cm~(-1)处振动峰归属于б(COO)弯曲振动。胶水充填绿松石样品的红外光谱中2 920～2 940 cm~(-1)范围内为v(CH_2)伸缩振动、1 720～1 730 cm~(-1)范围内为酯类v(C=O)伸缩振动、1 390～1 470 cm~(-1)内б(C—H)弯曲振动和1 220～1 300 cm~(-1)范围内v(COC)伸缩振动的特征峰指示了有机充填的特征;绿松石样品拉曼光谱显示2 890～2 990 cm~(-1)范围内强而尖锐的v(C—H)伸缩振动峰也可作为充填鉴定的辅助依据。绿松石样品在紫外-可见光谱中显示由Fe~(3+)离子所致432 nm吸收带和[Cu(H_2O)_4]~(2+)所致600 nm以后宽缓吸收带,在475 nm和515 nm处显示与染色粉有关的吸收带。     

安徽铜陵绿松石的宝石矿物学特征

采用能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)、激光剥蚀电杆耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱仪以及拉曼光谱仪等测试仪器对安徽铜陵枞阳县不同形态(板状、籽粒状、疏松球状)绿松石样品进行了成分测试与分析。通过EDXRF和LA-ICP-MS分别测定了安徽铜陵绿松石样品的主量元素和微量元素的质量分数,结果显示,主量元素随样品的形态变化存在一定变化。安徽铜陵绿松石样品中Ba的质量分数与马鞍山绿松石中Ba的有差异;红外光谱测试显示,安徽铜陵绿松石样品的红外光谱吸收峰位于3 510,3 466,3 289,3 077,1 646,1 126,1 071,1 014,900,839,652,588,491,434 cm~(-1)处;拉曼光谱测试确定了安徽铜陵绿松石样品的共生矿物有石英、锐钛矿、重晶石;XRD测试发现籽粒状和板状绿松石样品的围岩成分为伊利石、石英、长石、高岭土,其中高岭土仅存在于"铜陵籽"绿松石围岩中,结合铜陵地区的地层特征确定围岩岩性为黏土质粉砂岩。     

符山石玉的宝石学特征研究

符山石玉,又名加州玉,是近年来出现在市场上的宝玉石新品种,其外观、相对密度及蓝区可见光吸收光谱与翡翠非常相似.利用电子探针、 X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱等现代测试手段,对符山石玉进行了常规宝石学测试,对其宝石学特征进行了研究.可依据符山石玉较高的折射率、结构特征和吸收光谱等将其与相似的翡翠、水钙铝榴石区分开.     

铝硅钡石在缅甸翡翠矿床中的发现

铝硅钡石是缅甸帕敢翡翠矿床中新近发现的一种矿物。采用显微镜下观察,并配合X射线粉晶衍射、红外吸收光谱、电子探针等测试分析方法,对铝硅钡石的矿物学特征进行了初步研究。电子探针分析表明,样品中的主成分w(BaO)为35.11%~37.88%,w(Al2O3)为27.22%~29.33%,w(Si O2)为31.20%~33.57%。依据EPMA,TG,IR测试结果推测,帕敢翡翠矿区的铝硅钡石有无水、含部分水及含标准水3种类型,H2O为结构水。     

硅硼镁铝石的谱学特征及致色机理分析

硅硼镁铝石是一种硼硅酸盐矿物，品质优良者可作宝石，属于稀有品种。本文利用红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外―可见光吸收光谱仪、电子顺磁共振波谱仪对宝石级绿蓝色硅硼镁铝石进行测试，分析其谱学特征与致色机理。结果表明，硅硼镁铝石样品红外光谱和拉曼光谱均显示出硼硅酸盐特征谱峰，红外光谱中1500～1300 cm^-1范围内吸收峰由B-O伸缩振动引起，Si-O、Al-O伸缩振动与B-O弯曲振动导致1100～800 cm^-1区域内出现吸收峰，575、429 cm^-1与Fe-O伸缩振动有关；拉曼光谱中864、760 cm^-1处拉曼峰分别归属于B-O伸缩、弯曲振动。紫外―可见光吸收光谱显示，样品的绿蓝色是由紫外区(200～400 nm)较窄吸收带和蓝色区与绿色区(440～560 nm)透过窗所致。274、390、446、457 nm处吸收峰分别归属于Fe³⁺中6A1→⁴A₂ (F)跃迁、⁶A₁→⁴