一种紫色玉石的宝石学特征:变红磷铁矿

为了探究一种商业上被称为"美国紫云母"的紫色玉石与相似宝玉石的区别,以及其白色矿物与紫色矿物主体的成分差异,采用宝石显微镜、折射仪、紫外-可见近红外光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、电子探针和X射线粉末衍射仪等测试仪器对"美国紫云母"样品进行检测与分析。结果表明,"美国紫云母"样品的红外光谱可见结晶水引起的3 382、3 114、1 634 cm~(-1)附近的吸收峰,以及[PO_4]~(3-)振动所致的1 025、594、469 cm~(-1)附近的吸收峰,非云母的特征吸收,位于1 511 cm~(-1)处的弱吸收峰为双酚A型环氧树脂的弯曲振动引起;X射线衍射数据显示,"美国紫云母"样品为成分较纯的红磷铁矿(又名斜红磷铁矿);电子探针测试结果符合变红磷铁矿化学式FePO_4·2H_2O。紫外-可见光谱可见424 nm附近的强吸收峰,以及539 nm附近和751 nm附近的宽吸收带,证明"美国紫云母"样品为经过充填、未经染色处理的变红磷铁矿。"美国紫云母"样品中白色部分与紫色部分在正交偏光显微镜下无明显差异,拉曼光谱基本吻合,扫描电子显微镜结果显示,白色部分和紫色部分的组成元素相同,仅致密度有所差异,说明样品紫色与白色部分为同种矿物,推测其颜色差异可能归因于致密度的不同。     

一颗钙柱石的宝石学特征测试分析

通过常规和大型宝玉石检测仪器对排查中出现的1颗无色样品的宝石学及谱学特征进行测试分析,结果表明:该粒样品的折射率值为1.550～1.588,双折射率为0.038,密度值是2.89±0.02 g/cm~3,放大观察可见大量定向排列针状包裹体及垂直方向排列的短柱状晶体;X射线能谱仪测试显示样品主要化学元素属于方柱石族系列,Ma平均值为10.14%;红外光谱和拉曼光谱分析显示,其特征谱峰主要是由CO_3~(-2)和Si-O、Al-O、O-H基团所致,其中拉曼光谱在448、1 090、1 327 cm~(-1)处具有谱峰,红外光谱在指纹区峰位1 404、1 516、1 007、853、609、544、459、413 cm~(-1)处具有谱峰;官能团区2 939,2 496、2 612、3 391 cm~(-1)处具有谱峰。紫外-可见吸收光谱显示,样品在可见光区基本无明显吸收峰,在312 nm处出现的吸收峰可能与Fe~(3+)离子和Fe~(3+)-Fe~(3+)离子对的d-d电子跃迁有关,光致发光光谱测试其主要发光光谱带位于608 nm中心,并伴随558、569、588、629、650、678、698 nm的肩峰,综合结果显示该粒样品为较为少见的钙柱石。     

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。     

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。     

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。     

变红磷铁矿的宝石矿物学特征研究

针对近来香港市场上出现的一种紫红色玉石,采用常规的宝石学研究方法,并结合红外光谱、拉曼光谱、X射线粉末衍射等大型仪器,对该玉石样品的宝石矿物学特征进行一系列的研究。研究结果表明,样品的折射率为1.69～1.71,密度为2.50～2.62g/cm3,摩氏硬度为4;红外光谱和拉曼光谱的分析结果显示,样品的特征谱峰主要是由[PO4]3-离子和结晶水H2O所致,与变红磷铁矿的成分特征吻合。其中,拉曼光谱中989cm-1处的强吸收峰,1 624,856cm-1处较强的吸收峰,100～500cm-1内多处弱吸收峰,为该玉石样品的诊断性鉴别依据;EPMA和XRD的测试结果表明,该样品为变红磷铁矿集合体,组成矿物颗粒呈短柱状,粒径10～20μm。     

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。     

阿拉善红玛瑙的的宝石学特征及颜色成因研究

本文以内蒙古西北戈壁区的阿拉善红玛瑙为研究对象。通过常规宝石学测试、偏光显微镜观察、红外光谱、紫外—可见光光谱、拉曼光谱以及X射线荧光光谱测试,对14块样品的宝石学特征及其颜色成因进行了研究。结果表明,阿拉善红玛瑙呈橙黄色至深红色,半透明至不透明,玻璃光泽,紫外荧光惰性,摩氏硬度6.42～6.93;主要矿物为石英和斜硅石,次要矿物为赤铁矿和极少量的针铁矿;内部结构包含细粒状结构、纤维状结构以及显晶质结构;XRF结果显示阿拉善红玛瑙内部的主要致色元素是Fe;红色区域的拉曼光谱显示292cm~(-1)和1320cm~(-1)赤铁矿的特征峰,紫外—可见光光谱一阶导数图谱显示红色样品在575nm附近出现特征峰,橙黄色样品在435nm、540nm附近出现特征峰,说明致色矿物为赤铁矿和极少量的针铁矿。致色方式有两种:一种为赤铁矿和针铁矿球粒状集合体致色,包裹体均匀分布在石英颗粒间,大小不一,矿物颗粒越大、分布越密集,玛瑙的红色越浓郁,部分颗粒较大的赤铁矿包裹体密集分布在玛瑙后期生成的内部裂隙中;另一种为隐晶质赤铁矿呈浸染状分布致色。     

孔雀石的常规宝石学特征分析

本文选取6件不同花纹不同结构的孔雀石样品,通过常规宝石学测试、显微观察、紫外—可见光光谱、红外光谱、拉曼光谱及X荧光光谱进行研究分析,可得出其在折射率、相对密度、紫外荧光等方面的特征基本相同.经红外光谱和拉曼光谱测试可见[CO3]基团引起的晶格振动及[OH]振动,具有典型的孔雀石特征峰谱图.经X荧光光谱无损测试可见明显...     

孔雀石的常规宝石学特征分析

本文选取6件不同花纹不同结构的孔雀石样品,通过常规宝石学测试、显微观察、紫外—可见光光谱、红外光谱、拉曼光谱及X荧光光谱进行研究分析,可得出其在折射率、相对密度、紫外荧光等方面的特征基本相同。经红外光谱和拉曼光谱测试可见[CO3]基团引起的晶格振动及[OH]振动,具有典型的孔雀石特征峰谱图。经X荧光光谱无损测试可见明显的Cu元素峰,结合紫外—可见光光谱推测孔雀石的致色元素为Cu。     

合成钻石饰品“Lightbox Jewelry”的宝石学特征

国家珠宝玉石质量监督检验中心(NGTC)收集了无色、粉色、蓝色的合成钻石饰品品牌"Lightbox Jewelry"的样品,并进行了详细的测试工作,包括显微镜观察、发光图像观察、光谱学测试等。研究表明,Lightbox Jewelry饰品的主石为CVD合成钻石,红外光谱均显示为Ⅱa型;拉曼光致发光光谱均可测得596/597 nm发光线,指示样品均未经历过后期高压高温处理,部分可测得737 nm双线,粉色样品还可见明显的595、637、741 nm等特征吸收,推测其在合成后期可能经历了辐照退火处理;蓝色样品紫外-可见吸收光谱可见621 nm宽带、741 nm吸收峰,红外光谱可见9 287 cm~(-1)吸收峰,推测其经历了辐照处理。对无色配石进行了测试研究,发现绝大多数配石为高压高温合成钻石,另外混入了个别天然钻石。     

绿松石伴生矿物纤磷钙铝石-磷锶铝石的鉴定特征

近来,市场上出现一种绿松石的伴生矿物,其外观特征与绿松石颇为相似。通过常规宝石学测试、薄片观察、电子探针、X射线粉末衍射分析、红外光谱、拉曼光谱和紫外-可见光谱分析等测试方法对一个相关样品进行了鉴定研究。结果表明,该样品的矿物组成以纤磷钙铝石-磷锶铝石为主,含有一定量的绿松石等矿物。该样品外观呈蓝色,局部蓝绿色,蓝色分布不均匀,主要呈点状、团块状富集,隐晶质结构,密度为2.52 g/cm~3,折射率(点测)为1.62。纤磷钙铝石-磷铝锶石的红外光谱主要具有3 585、3 420、3 140、1 320、1 116、1 039、604 cm~(-1)处的吸收峰,拉曼光谱主要具有1 104、1 034、987、612、518、257、185 cm~(-1)处的拉曼峰。而绿松石在红外光谱与拉曼光谱上与其有明显不同。由于该种绿松石伴生矿物鉴定难度较大,除了常规检测的检测手段,还需结合红外光谱、拉曼光谱、X射线粉末衍射分析、电子探针等测试方法综合分析。     

越南安沛红宝石的宝石学及谱学特征

东南亚一个具有重要经济价值的红宝石矿床位于越南北部安沛(Yen Bai)的Luc Yen附近。选用越南安沛大理岩型红宝石为研究对象,根据颜色特征分为4大类:浅紫红色、紫红色、深红色及橙红色。采用常规宝石学测试及X射线荧光能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计等测试技术,对越南安沛红宝石进行宝石学特征和谱学特征的综合分析。结果表明,越南安沛红宝石晶体呈典型的板柱状,显微镜下常见丰富的气液包裹体,部分样品可见越南红宝石特征的蓝色色区。红外光谱显示红宝石的5个本征峰,部分样品可见由O—H基团伸缩振动引起的硬水铝石吸收峰。拉曼光谱主要由[AlO6]基团的弯曲振动和伸缩振动引起。结合成分分析和紫外-可见吸收光谱,通过量化红宝石颜色的主波长、补色主波长及纯度值,可将越南安沛红宝石的4类主要颜色区分开。     

“蓝水料”翡翠的宝石矿物学特征

对市场上搜集的3件危地马拉"蓝水料"翡翠成品和2件原料进行了无损测试与分析,包括常规宝石学特征、红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱等测试方法。对危地马拉"蓝水料"翡翠原料进行了有损测试分析,研究其岩石矿物学特征,包括岩石薄片观察、X射线粉末衍射和电子探针分析。结果表明,"蓝水料"翡翠的宝石学特征与传统翡翠一致,矿物组成以硬玉为主,含少量绿辉石,红外吸收光谱显示其主要吸收峰在1 080cm~(-1)处,紫外-可见吸收光谱可见437nm特征吸收峰。"蓝水料"翡翠的岩石矿物学和宝石学特征均符合传统翡翠的定义。     

橙红色砗磲的宝石学特征

近期,市场上出现了一种橙红色砗磲品种,选取具有代表性的橙红色砗磲样品,对其进行了较为系统的宝石学特征及谱学分析研究。采用宝石显微镜观察形貌特征、红外光谱仪检测橙红色砗磲样品种属成分、显微激光拉曼光谱仪分析其颜色,并与市场上较常见金丝砗磲样品进行对比。经分析发现,橙红色砗磲样品的红外光谱谱峰与砗磲一致,拉曼光谱结果显示了橙红色砗磲中文石拉曼特征峰以及1 130 cm~(-1)和1 520 cm~(-1)处与色素有关的拉曼特征峰,与橙红色砗磲的白色部分对比发现其颜色主要与天然有机色素类红萝卜素有关,属于天然颜色成因。     

中国河南独山玉和菲律宾独山玉中主要矿物的谱学特征

对菲律宾吕宋岛独山玉和中国河南独山玉样品进行电子探针、拉曼光谱和红外光谱测试分析。电子探针结果显示,中国河南独山玉样品中斜长石为连续Na-Ca类质同像系列,而菲律宾独山玉样品中的斜长石主要为钙长石;菲律宾独山玉样品为β-黝帘石,而中国河南独山玉样品中α-黝帘石更多,两个产地样品中含有的透辉石在主要化学成分上一致。拉曼光谱结果显示,中国河南独山玉样品的拉曼吸收光谱为多种长石的混合图谱,而菲律宾独山玉样品中只出现了钙长石的特征吸收峰;两个产地样品中含有的黝帘石和透辉石的拉曼谱峰一致,但其形状、峰值大小和位置都有不同。红外光谱结果显示,菲律宾独山玉样品中所含长石的红外光谱与标准红外光谱一致,中国河南独山玉样品因类质同象,红外光谱发生改变;中国河南独山玉样品中黝帘石在600～400 cm~(-1)范围的红外光谱谱峰比菲律宾独山玉样品中数量多,且谱峰更加明显;两个产地样品中透辉石在600～300 cm~(-1)范围内的振动频率相同,在1 100～850 cm~(-1)范围内的红外光谱略有不同。通过对其主要矿物组成和谱峰特征的研究,可以为两个产地独山玉的鉴别提供一定的依据。     

中途岛深水珊瑚的宝石学及谱学特征

对12件产自太平洋中途岛附近海域水下约900～1 500 m处深水珊瑚样品的宝石学特征和谱学特征采用常规宝石学测试、X射线粉末衍射仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见光谱仪等现代测试手段进行了系统研究,并对11件其他传统宝石级红珊瑚品种(阿卡珊瑚、莫莫珊瑚、沙丁珊瑚)样品进行了对比研究。结果表明,深水珊瑚与传统宝石级红珊瑚的常规宝石学特征和矿物组成基本一致,颜色通常以粉白色—橙粉色为主,并伴有不均匀分布的橘红色斑块。深水珊瑚的红外光谱显示位于1 423、879、706 cm~(-1)附近的吸收谱带,拉曼光谱特征峰主要出现在277、711、1 086、1 014、1 127、1 297、1 518、2 150、2 255、2 538、2 640、3 040、3 374、3 748 cm~(-1)附近;紫外-可见光谱主要在283、313、493 nm和525 nm附近存在吸收峰,与传统宝石级红珊瑚品种的谱学特征基本一致。深水珊瑚的微量元素成分特征与传统宝石级红珊瑚存在一些差异,具有含Mg量低、含Ba量高的特点,以Mg/Ca、Ba/Ca比值为组元绘制二元图,可将深水珊瑚与其他传统宝石级红珊瑚品种区分开来。     

黑龙江穆棱红、蓝宝石的宝石学特征

测试样品为黑龙江省穆棱地区碱性玄武岩产出的红、蓝宝石。利用常规的宝石学方法测试,获得穆棱红、蓝宝石的宝石学特征。显微镜下观察发现种类丰富的包裹体,激光拉曼对包裹体成分测试可知,样品内含有大量富含CO_2的气液包裹体和被破坏的针状包裹体。结合紫外-可见光谱以及LA-ICP-MS测试结果,分析得到穆棱红、蓝宝石的颜色成因:红宝石由Cr、Fe、Ti共同致色,黄色蓝宝石由Fe致色,蓝色蓝宝石主要由Fe、Ti共同致色。红外光谱显示样品中只有深色蓝宝石在3 309,3 233cm~(-1)处存在明显谱峰,证明深蓝色蓝宝石内有还原性羟基存在。依据实验所得数据及前人研究,推测深蓝色蓝宝石为碱性玄武岩相关的幔源蓝宝石,其它品种(红宝石、黄色蓝宝石)则在形成过程中经过了后期的区域变质作用。     

一种与绿松石相似的染色玛瑙的宝石学特征

近期,市场上出现一种与高品质绿松石十分相似的翠绿色玛瑙,商业名为"绿松玛瑙"。采用常规宝石学测试,傅里叶变换红外光谱仪、显微激光拉曼光谱仪、X射线荧光光谱仪及紫外-可见光分光度计,对其基本宝石学特征、化学成分、谱学特征及颜色成因等进行分析。结果表明,该种玛瑙的绿色分布不均,颜色仅存于表面,染色剂呈现由外至内扩散特点;X射线荧光光谱分析显示该玛瑙主量元素为Si,含有少量Al、Mg、Na元素及微量Mn、Fe、Cr等元素,样品表面Cr元素含量高于内部;红外吸收光谱与石英的一致,可见有机物的特征吸收峰;拉曼光谱显示α-石英和斜硅石的特征峰;紫外-可见光谱显示267 nm附近的Cr~(6+)的特征吸收带和八面体场中的Cr~(3+)离子d-d跃迁所致的吸收带。该"绿松玛瑙"样品并非商家宣称的天然玛瑙,其绿色是经含Cr染色剂染色所致,根据国家标准(GB/T 16552—2017)规定,应将其定名为玛瑙。     

一种仿异极矿的硅灰石微晶玻璃

近期,市场上出现了一种被称为"雪花异极矿"的异极矿仿制品,为查明其矿物组成,通过常规宝石学测试,结合能量色散X射线荧光光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪等大型仪器测试,对该材料的宝石学特征、谱学特征和致色成因进行了初步探究,并将其与异极矿等相似品进行了对比鉴别。研究结果表明,其具有较低的折射率(1.50)和低的相对密度(2.50左右),在宝石显微镜下显示硅灰石微晶玻璃特征的纤维状结构;红外光谱和拉曼光谱均显示玻璃相及硅灰石晶体的特征谱带,通过谱学特征可将其与异极矿等相似品进行区分;结合紫外-可见吸收光谱和X射线荧光光谱测试结果,推断该样品的蓝色是由Cu元素导致。