澳大利亚蓝宝石的宝石学和谱学特征

对澳大利亚某矿区蓝宝石样品的宝石学和谱学特征进行研究,并为该矿区蓝宝石的优化处理工艺提供理论依据。采用常规宝石学仪器、傅里叶红外光谱仪,激光剥蚀等离子体质谱仪、显微紫外-可见分光光度计和激光拉曼光谱仪等对澳大利亚蓝宝石样品的宝石学特征、化学成分、红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱进行了系统研究。结果表明,澳大利亚蓝宝石样品的颜色分布不均匀,普遍发育六边形平直生长色带,其包裹体主要包括二相包裹体(CO_2和H_2O)、蓝宝石、金红石、锆石、硬水铝石、角闪石等;红外光谱中3 310 cm~(-1)处的吸收峰指示着该矿区蓝宝石生长于还原条件下,其Cr/Ga比值小于1且Fe/Ti比值大部分介于10～100,为典型岩浆岩型蓝宝石的比值;澳大利亚蓝宝石样品的颜色主要与Fe、Ti、Si、Mg等元素质量分数有关:Ti质量分数较少的区域常出现由Fe~(3+)离子的d-d电子跃迁导致的377、387、450 nm处的吸收峰;而Ti质量分数较多的区域常出现由Fe~(2+)—Ti~(4+)离子对电荷转移导致的以559 nm为中心的黄绿区的吸收带;Fe~(2+)—Fe~(3+)离子对电荷转移常常与Fe~(2+)—Ti~(4+)离子对电荷转移同时出现并导致以754 nm附近为中心的700～800 nm处的宽缓吸收带,且根据Fe~(2+)—Fe~(3+)、Fe~(2+)—Ti~(4+)离子对电荷转移的比例不同,吸收带的中心会发生偏移。     

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。     

粉色—紫色缅甸尖晶石热处理前后紫外-可见光谱分析

选取5颗粉色—紫色缅甸尖晶石原石为实验样品,分别在1 200℃和1 600℃下进行恒温10h的热处理实验。通过分析样品成分及热处理前后紫外-可见光谱,发现粉色—紫色尖晶石样品均为含微量Fe元素的镁铝尖晶石,且在350~600nm范围内出现吸收带的位置基本相同,其致色原因与八面体中Fe~(3+)和四面体中Fe~(2+)的自旋禁阻跃迁及二者间电荷耦合作用有关。对比样品的两次热处理后紫外-可见光谱结果发现,热处理过程促进350~430nm及500~600nm范围内吸收强度增加,前者与高温下尖晶石内部结构无序引起近紫外区O~(2-)→Fe~(2+)、Fe~(3+)离子间电荷转移作用增加有关,后者由进入四面体内部Fe~(3+)同相邻位置内Fe~(2+)共同作用产生。在经1 600℃热处理后,近紫外区吸收边强度再次增加使样品光谱发生明显改变,色调偏红,部分样品因热处理诱发内部裂隙、透明度降低,热处理效果不明显。     

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。     

变色氟碳铈矿的化学成分及谱学特征

氟碳铈矿是一种稀少的宝石品种,为稀土氟碳酸盐矿物,可具有变色效应。采用电子探针、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪及紫外-可见分光光度计测试了变色氟碳铈矿样品的化学成分及谱学特征,并对其颜色及变色效应进行了探究。结果表明,氟碳铈矿样品中主要稀土元素阳离子有Ce~(3+)、La~(3+)、Nd~(3+)、Pr~(3+)和Sm~(3+),2颗氟碳铈矿样品的化学式分别为(Ce_(0.50)La_(0.27)Nd_(0.16)Pr_(0.05)Sm_(0.02))(CO_3)F和(Ce_(0.47)La_(0.24)Nd_(0.20)Pr_(0.05)Sm_(0.03))(CO_3)F;中红外光谱吸收峰主要由CO_3~(2-)的振动引起,近红外光谱的吸收峰与CO_3~(2-)、Pr~(3+)、Nd~(3+)和Sm~(3+)有关;拉曼光谱的吸收峰主要与CO_3~(2-)的振动以及晶格中的F~-有关;紫外-可见吸收光谱的大部分吸收峰由Nd~(3+)的4f-4f电子跃迁导致。结合电子探针分析结果,氟碳铈矿的颜色由Nd~(3+)引起。根据576,740 nm附近两个透过率几乎相等的强吸收峰推断,氟碳铈矿的变色效应也是由Nd~(3+)引起。     

赞比亚墨绿色电气石的颜色成因初探

目前,对于绿色电气石的颜色成因仍存在争议。对赞比亚墨绿色电气石的不同方向和不同颜色区域进行LA-ICP-MS、电子探针以及偏振显微紫外-可见光谱测试,结果显示其化学成分以Al_2O_3和SiO_2为主,还含有一定量的FeO_T、MnO等杂质,其中Fe和Mn元素的质量分数较高;不同方向以及不同色带区域的微量元素的质量分数测试结果显示,赞比亚墨绿色电气石的墨绿色由Fe和Mn元素造成。偏光显微紫外-可见吸收光谱对不同色区及不同方向测试结果显示,都存在415,720nm处吸收带,其中415nm处吸收带主要与交换耦合Fe~(3+)—Fe~(3+)离子对的电荷转移、Mn2+的d电子跃迁吸收有关,720nm处吸收带主要与Fe~(2+)—Fe~(3+)离子对间的电荷转移跃迁有关。结果初步认为,赞比亚墨绿色电气石的主要致色成因是Fe和Mn元素致色。     

绿色蓝晶石的宝石学特征

绿色蓝晶石具独特的绿色朦胧观感少见于国内珠宝市场,为了解其宝石学性质与致色机理,运用拉曼光谱、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)技术对不同色调绿色蓝晶石进行成分分析与光谱实验。实验表明,绿色蓝晶石朦胧观感来自于宝石内部大量浑圆石英、短针状滑石包裹体,而其绿色则来自Fe、Cr元素电子跃迁产生的选择性吸收。Fe元素与Cr元素分别在蓝紫区和橙红区产生吸收,造成500nm附近绿色透射窗,随着Fe元素浓度上升,绿色蓝晶石将呈现黄色调,当Cr元素浓度较高时,样品呈蓝绿色调。光致发光光谱显示,波长为410、580nm光能有效激发样品红色荧光,由于吸收光谱中Fe相关蓝紫区吸收峰存在,造成紫外荧光灯下呈惰性。     

新疆宝石级锂云母岩的矿物学特征研究

为了探究新疆一种商业名为“丁香紫玉”材料的宝石学特征及谱学特征,针对5块产自新疆阿尔泰的样品进行了常规检测,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诱导离解光谱仪等仪器测试分析,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。测试结果表明“丁香紫玉”为宝石级锂云母岩。X射线粉末衍射分析结果表明样品的主要矿物组成为云母,占90%左右,次要矿物钠长石（10%左右）以及微量石英。激光拉曼光谱测试结果显示,其谱峰在高波数3 000～3 800cm＾-1区域有3 628,3 496cm＾-1羟基的伸缩振动所致谱峰。红外光谱测试结果,在高波数的羟基伸缩振动吸收带在3 625,3 454cm＾-1与拉曼测试的羟基伸缩振动带结果基本相同。激光诱导离解光谱显示样品主要组成元素为H、Li、Na、K、Cs、Ca、Mg、Al、Si,微量元素有Be、Ti、Fe、Mn、Cu、Cr、Hg、Pd等。     

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...     

贵州罗甸和广西大化软玉的化学成分与光谱特征

选取贵州罗甸县官固村及广西大化县岩滩镇产出的软玉作为研究对象,采用X射线荧光光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和激光拉曼光谱仪对样品的化学成分及振动光谱特征进行测试分析。结果表明,贵州罗甸和广西软玉的主要矿物组成为透闪石,并含有少量白云石。贵州罗甸软玉中FeO_T平均质量分数为0.268%,低于广西软玉的1.757%,且白玉、青白玉、青玉的FeO_T质量分数依次递增。随着晶体结构中Fe~(2+)对Mg~(2+)的类质同象替代作用增强,软玉红外光谱和拉曼光谱中M-OH振动谱带分裂程度逐渐提高。分裂程度最高者为广西青玉,其3 674、3 660、3 644 cm~(-1)附近中红外吸收谱带由OH(Mg,Mg,Mg)、OH(Mg,Mg,Fe~(2+))、OH(Mg,Fe~(2+),Fe~(2+))基频振动所致,7 182、7 154 cm~(-1)附近的近红外吸收谱带由OH(Mg,Mg,Mg)、OH(Mg,Mg,Fe~( 2+))的倍频振动所致,3 672、3 658、3 642 cm~(-1)的特征拉曼谱峰由M-OH伸缩振动所致。由于贵州软玉整体Fe质量分数比广西软玉低,故相关谱峰未出现分裂现象。     

德国宝石级蓝方石的鉴定与谱学特征

蓝方石是方钠石族矿物中的一个稀有宝石品种,德国埃菲尔地区产的蓝方石有着非常独特而艳丽的蓝色,近年来被广泛地运用到国际珠宝品牌的高级定制中。本文对来自德国埃菲尔地区的宝石级蓝方石原石及刻面宝石样品进行了一系列常规宝石学测试,并运用能量色散型X射线荧光光谱仪、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪及拉曼光谱仪等大型仪器进行测试分析。研究结果表明,蓝方石的折射率为1.50左右,相对密度2.42~2.48,手持分光镜下橙黄区有弱吸收带,长波紫外光下具有中-强的橙色荧光。除了Fe,Cu致色元素以外,不同价态的硫离子根(S3-,SO42-,S2-)也是导致其独特蓝色的主要原因之一。红外光谱在1 118、1 007、726、700、650、611、540、448cm-1处的吸收峰和拉曼光谱在448、545、989、1 089和1 628cm-1处的吸收峰为蓝方石的诊断性鉴别依据。     

河南西峡琥珀的热变异行为

主要采用傅立叶变换红外光谱仪和二次微分阶拟合处理技术,重点对河南西峡琥珀的常温和变温红外吸收光谱进行测试和研究。结果表明,通过热反应的测试,发现2900cm-1左右处的特征峰是由C-H饱和键伸缩振动所致,吸收强度随着温度的升高而总体降低;1700cm-1左右处的特征峰是由C-H饱和键弯曲振动所致,吸收强度随着温度的升高而总体升高。     

河南淅川木变石宝石学研究（上）

以中国河南淅川木变石为对象,利用现代测试技术对其宝石学特征进行研究。首先对其进行常规测试,矿片镜下分析得出样品里面主要的矿物成分是石英和钠闪石;通过X射线粉末衍射得出灰蓝色样品的主要成分是石英、方解石、白云石和重晶石,黄色样品的主要成分是石英、钠闪石和铁白云石;拉曼光谱测试结果显示灰蓝色样品因为其具有显著的466cm-1特征拉曼峰所以可以判断其属于二氧化硅类,褐黄色样品的拉曼谱峰,因为其具有显著的467cm-1特征拉曼峰所以可以判断其属于二氧化硅类即石英[4],其中1089cm-1代表了闪石类矿物的Si-O伸缩振动,所以黄色基底部分主要的物质应是二氧化硅,此外还有闪石类矿物红外吸收光谱显示样品具有相同的反射谱峰1158cm-1、816cm-1、704cm-1、565cm-1和520cm-1,结果显示这些谱峰均属石英,表明样品主要是由石英组成;通过激光诱导离解光谱分析出样品的主要元素是Si、Na、Mg、Ca等,次要元素是Be、Cu、Ag、Pd、Ca、Al、Pb等,而致色元素则是Fe。     

新疆“昆仑金玉”的宝石矿物学特征

采用X射线粉末衍射、傅里叶红外吸收光谱、原子吸收光谱、扫描电子显微镜及宝石学常规测试等分析方法,对具有代表性的两种颜色的新疆"昆仑金玉"样品的宝石矿物学特征进行了深入研究。结果表明,"昆仑金玉"的矿物组成为蛇纹石,深绿色品种为叶蛇纹石,黄绿色品种为利蛇纹石,深绿色品种的硬度高于黄绿色品种;"昆仑金玉"的颜色与Fe元素的质量分数密切相关,黄绿色品种中Fe的质量分数高于深绿色品种,其中,不同的Fe~(3+)/Fe~(2+)比值致"昆仑金玉"呈现不同的色调;深绿色品种中的叶蛇纹石和黄绿色品种中的利蛇纹石在扫描电子显微镜下均展现典型的片状外观,深绿色品种中的叶蛇纹石边缘为参差状,而黄绿色品种中的利蛇纹石发育圆化的边缘,这种形态的差异说明两种蛇纹石具有不同的内部结构。红外光谱结果显示,3 644cm~(-1)处"肩状"吸收峰的出现,说明深绿色品种中的叶蛇纹石和黄绿色品种中的利蛇纹石具有不同的内部结构。     

宝石级蓝锥矿宝石学特征及鉴定

蓝锥矿是一种仅产于美国圣贝托尼的稀有宝石,近年来因其独特的蓝紫色而逐渐走进大家视野。为了在日常检验工作中能快速准确的鉴定出蓝锥矿,对12粒刻面蓝锥矿样品及1块蓝锥矿原石矿物标本进行常规宝石学测试,并运用能量色散型X射线荧光光谱仪、紫外-可见光分光光度计、红外光谱仪及拉曼光谱仪等大型仪器进行测试分析。测试结果表明,蓝锥矿抛光面光泽可至亚金刚光泽,常光折射率约为1.757,双折射率大,非常光折射率超过折射仪测试范围;长波紫外光下呈惰性,短波紫外光下强蓝白色荧光;放大检查常见白色发丝状、针状、短柱状固态包裹体。V元素可能为其致色元素之一,但具体机理需进一步研究。红外光谱在453、502、773、942、1 063cm-1处的特征吸收峰和拉曼光谱在220、575、935cm-1处的特征吸收峰是蓝锥矿区别于其他蓝色宝石的诊断性鉴定依据。     

桂林水热法合成黄色蓝宝石的宝石学特性研究

对新近生长的桂林水热法合成黄色蓝宝石的宝石学特征进行了初步研究，并对这种合成黄色蓝宝石晶体的生长形态和表面微形貌特征作了剖析，阐述了该合成宝石内部发育的各种内含物特征。指出在3500－2800cm^-1范围内，由OH或AI－OH伸缩振动致红外吸收光谱是鉴别该类合成宝石的重要依据。     

热处理紫水晶的工艺研究及光谱特征

天然黄水晶颜色金黄,犹如黄金,深受人们的追捧,市场上常出现紫水晶经加热处理得到的黄水晶。主要选取市场上常见的几种不同色调的紫水晶,通过加热处理实验,确定紫水晶的变色温度,并结合显微镜下观察、红外光谱和紫外-可见吸收光谱测试发现:紫水晶经过热处理后改色成黄水晶,可通过颜色、光泽、内部包裹体及表面特征与天然黄水晶进行辨别;热处理过程中,紫水晶随着温度的升高而改变颜色,由紫色到无色到黄色,且变色温度(400~500℃)与恒温时间长短有关;经热处理后的紫水晶在红外光谱带中存在3 854、3 738、3 585、3 436、2 675、2 362、2 233cm~(-1)处吸收峰并没有消失,天然黄水晶则不存在特征的3 585cm~(-1)处吸收峰;紫水晶在紫外吸收光谱中540nm处吸收强度随着温度的升高而降低。     

俄罗斯水热法合成祖母绿的宝石学特征研究

俄罗斯水热法合成祖母绿是珠宝界较关注的产品。选用5粒俄罗斯水热法合成祖母绿样品进行了常规宝石学特征测试、电子探针成分分析、红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱测定。结果表明,俄罗斯水热法合成祖母绿样品以低碱、富Fe与Cr为特征,折射率和相对密度明显偏高,红外吸收光谱特征峰出现在4 052 cm-1附近;俄罗斯水热法合成祖母绿样品的致色元素为Cr与Fe。同时,对比分析了俄罗斯、桂林水热法合成祖母绿样品和天然祖母绿样品的宝石学特征。     

脱酰胺对葵花籽蛋白酶解肽的钙结合量及体外消化性的影响

通过谷氨酰胺酶对葵花籽蛋白酶解肽进行脱酰胺,得到脱酰胺的葵花籽蛋白酶解肽,以此为试样,研究脱酰胺对葵花籽蛋白酶解肽的钙结合能力的影响。结果发现,脱酰胺的葵花籽蛋白酶解肽的钙结合量由72.97mg/g显著增加到98.20 mg/g,说明脱酰胺可以显著提高葵花籽蛋白酶解肽的钙结合量;通过傅立叶红外光谱对脱酰胺前后葵花籽蛋白酶解肽的钙结合位点进行分析,发现葵花籽蛋白酶解肽与钙结合后,氨基的特征吸收峰均发生移动,N-H的伸缩振动带由3323cm-1移动至3340cm-1,酰胺Ⅱ带由1160cm-1移动至1656cm-1,酰胺Ⅲ带由1241cm-1移动至1246cm-1,同时脱酰胺使其酰胺Ⅰ带由1660cm-1移动至1656cm-1,说明葵花籽蛋白酶解物肽链上的氨基及羧基是钙的主要结合位点,且脱酰胺后C=0伸缩振动引起的酰胺Ⅰ带进一步向低频移动,表明脱酰胺后羧基上的氧原子与钙的配位作用得到增强,促进了葵花籽蛋白酶解肽钙结合量的提高;另一方面研究还发现脱酰胺后葵花籽蛋白酶解肽钙复合物的钙结合量能保持86%以上,与未脱酰胺的花籽肽钙复合物相比消化后的钙结合量提高24%以上。表明脱酰胺能够显著提高葵花籽蛋白酶解肽钙复合物的消化稳定性,即提高葵花籽蛋白酶解肽的钙结合稳定性。