充填斜红磷铁矿的鉴别特征

充填斜红磷铁矿是珠宝市场上常见的首饰材料,但目前对其充填物及充填程度的研究较少。采用常规宝石学测试、X射线粉末衍射、红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱等方法对市场上常见的充填斜红磷铁矿样品进行了研究。常规宝石学测试表明,严重充填的斜红磷铁矿样品的充填区域光泽差异明显且荧光异常,但对于轻微充填的斜红磷铁矿样品,仅通过放大观察和荧光检查难以鉴别,需要进行详细的谱学测试。红外光谱测试结果显示,充填斜红磷铁矿样品在中红外区域可见1 510、1 250cm~(-1)谱峰,近红外区域可见5 985cm~(-1)谱峰,均与环氧树脂有关。拉曼光谱中,充填斜红磷铁矿样品不仅可见1 112、1 185、1 464cm~(-1)等环氧树脂组合峰,部分样品在裂隙处可见1 061、1 131、1 293、1 438cm~(-1)等与石蜡相关的拉曼峰。在紫外-可见吸收光谱中,充填斜红磷铁矿样品显示423、538、750nm等处的吸收带,与天然斜红磷铁矿一致,说明充填物未对样品原本体色产生影响。市场上常见的斜红磷铁矿可能经过了多次充填加工流程,其内部充填物主要为无色或近无色的环氧树脂,通过红外光谱和拉曼光谱能够对其进行有效、无损的鉴别。     

电子辐照紫晶的宝石学特征

对东非紫晶、玻利维亚紫黄晶和合成紫黄晶样品进行电子辐照处理,对比观察电子辐照前后紫晶样品的紫外-可见光谱、中红外吸收光谱,分析辐照处理前后紫晶的宝石学性质变化情况及致色机理。实验表明,电子辐照处理能够有效加深特定区域的紫晶颜色,具体表现为:随着辐照剂量增加,可见光区540 nm吸收峰增强。电子辐照处理导致东非紫晶的紫外光区221 nm吸收峰向228 nm移动;所有紫晶在中3 614 cm~(-1)处的吸收峰向3 620～3 623 cm~(-1)移动,这些光谱特征具有宝石学鉴定意义。对热处理褪色紫黄晶的辐照处理可令紫色恢复并浓集在布儒斯特纹处,进一步证实紫晶中Fe元素的分布具有方向性。Fe元素占位对紫晶致色意义重大,中红外光谱范围内探测到的结构水的吸收峰与颜色之间缺乏相关性。     

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。     

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。     

还原法热处理锆石的宝石学特征及颜色初探

热处理可以去除锆石中因放射性衰变而产生的色心,从而改善其颜色和透明度,提升其观赏价值和商业价值。市场上,绝大多数的蓝色锆石为红褐色锆石经高温热处理获得,其颜色成因目前一直存在争议。笔者选取红褐色锆石和黄褐色锆石样品,通过高温还原法热处理,探索其颜色变为蓝色的最佳温度,同时结合常规宝石学测试、红外光谱和紫外-可见吸收光谱测试,分析其热处理前、后的特征变化。结果显示,还原条件下,950～1 000℃的热处理实验可以使红褐色锆石变为浅蓝色。红外光谱测试结果显示,热处理前锆石样品434 cm~(-1)和610 cm~(-1)指示其非晶质化程度不高;热处理后,438/436 cm~(-1)吸收增强,1 100～900 cm~(-1)吸收变窄,说明热处理使锆石的结晶程度略有增强。紫外-可见光谱测试结果显示,热处理前位于510 nm附近的宽吸收带由Y~(3+)替换Zr~(4+)所致,是锆石样品呈现红褐色的原因;热处理后,Y~(3+)产生的色心分解致使510 nm处吸收消失,而800 nm处吸收峰大大减弱,相伴出现640 nm附近的宽吸收,653 nm和690 nm处的较强吸收峰和一系列弱吸收峰由U~(4+)(U~(5+)+e~-→U~(4+))所致;可见光范围内出现640 nm处宽吸收带是锆石呈蓝色的主要原因,可能是653 nm强吸收与附近一系列弱吸收峰的整体表现。     

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。     

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。     

一种云母石英质玉“草莓晶”的宝石学及振动光谱特征

云母石英质玉为新近出现的一种玉石,其商贸名称为"草莓晶"。针对该玉石检测与研究过程中出现的问题,采用显微激光拉曼光谱仪、傅里叶变换显微红外光谱仪、X射线能谱仪等分析测试方法,重点就云母石英质玉的宝石矿物学、振动光谱及其致色机理等特征进行了研究。结果表明,云母石英质玉主要由显晶质石英集合体组成,次要(致色)矿物为含锰铁白云母,具典型的鳞片粒状结构,其紫红色调的形成与其次要矿物含锰铁白云母中Mn~(2+)的外层d电子~6A_1→~4T_1(~4G)跃迁导致的554 nm吸收峰,~6A_1→~( 4)T_2(~4G)跃迁导致的445 nm吸收峰及Fe~(2+)的自旋禁戒跃迁产生的516 nm吸收峰密切相关。含锰铁白云母中由Al-(Fe, Mn)-OH伸缩振动导致的红外吸收谱带位于3 616 cm~(-1)处,由硅氧骨干振动导致的一组拉曼峰分别位于1 071、746、697、628、408 cm~(-1)处,由晶格振动和阳离子交换导致的拉曼峰分别位于261 cm~(-1)和191 cm~(-1)处,据此与相似的云母类矿物相区分。     

新疆拜城红宝石的宝石学特征

利用地质学和宝石学方法,结合偏反光显微镜、电子探针、傅里叶红外光谱、紫外-可见吸收光谱等测试研究手段,对新疆拜城近年出产的红宝石的宝石学特征进行系统的测试研究。结果显示,该地红宝石产于云母大理岩中,属于典型大理岩型红宝石矿床。红宝石颜色呈粉红色—玫瑰红色—红色,颜色随Cr质量分数增加,逐渐浓艳,在长波紫外灯下呈强红色荧光。主要矿物包裹体为:方解石、黄铁矿、闪锌矿、硬水铝石及面纱状、针柱状包裹体。红外光谱在官能团区显示1 990、2 121、2 929cm~(-1)处的硬水铝石特征吸收峰,紫外-可见吸收光谱显示典型的Cr谱吸收特征,具有693.9nm强荧光线。Cr_2O_3质量分数为0.11%~0.62%,FeO_T、TiO_2质量分数极低,与国外著名红宝石产地进行对比,该地红宝石具有高Cr、低Fe、低Ti特点,部分样品颜色浓艳、明亮,具有"鸽血红"红宝石特征。     

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。     

一种粉色斜黝帘石玉的宝石学特征及其颜色成因

本文针对新发现的斜黝帘石玉进行了常规宝石学测试,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、电子探针(EPMA)、紫外—可见分光光度计(UV-Vis)以及扫描电镜(SEM)等现代测试方法对样品的矿物组成、结构、化学成分及颜色成因进行了相关研究。主要识别了该玉石红外光谱最强峰位于901～1137cm~(-1)范围内;样品在545nm与450nm处具有宽大的吸收峰;扫描电镜揭示了其具有柱状显晶质结构,质地细腻;EPMA与XRD同样揭示了其主要矿物为斜黝帘石和黝帘石;探讨了其粉红色的成因。以上研究结果为快速、方便地鉴定此种玉石提供了参考依据。     

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。     

“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。     

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。     

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。     

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。     

缅甸翡翠阴极发光光谱表征

利用宝石阴极发光仪,对不同种类翡翠的阴极发光及其阴极发光光谱进行了研究.结果表明:(1)白色翡翠主要发暗蓝色、浅紫色和绿黄色光,与之对应的阴极发光谱峰位于370 nm或554 nm处;(2)浅绿色-绿色翡翠多发明亮的绿色-黄绿色荧光,当绿色较深时,会发紫红色光,其阴极发光谱峰位于554 nm和760 nm处;(3)深绿色翡翠通常发暗红色荧光,阴极发光谱峰位于760 nm(主)和693 nm(次)处;(4)粉紫色、紫色翡翠发较明亮的紫红色-红紫色荧光,其阴极发光谱峰位于370 nm(主)和680 nm(次)或者370 nm(次)和680 nm(主)处,取决于紫色调的深浅;(5)蓝紫色翡翠发蓝紫色荧光,阴极发光谱峰位于370 nm(次)和508 nm(主)处.对各类翡翠阴极发光的宝石学意义和机理予以初步剖析.     

缅甸琥珀的品种及宝石学特征

选取腾冲市场上常见的缅甸琥珀品种为研究对象,对其常规宝石学特征、包裹体特征以及红外光谱特征进行测试分析。结果显示,缅甸琥珀样品在偏光显微镜下出现异常消光现象,大多数缅甸琥珀相对密度在1.020～1.050,植物珀、血珀、翳珀的相对密度偏大,分别为1.064、1.084、1.109;缅甸琥珀样品在紫外线长波下普遍发强蓝白色或蓝紫色荧光,在短波下发弱荧光或不发光,其中红茶珀品种在紫外线长波下发强紫粉色荧光,血珀和翳珀品种发弱土黄色荧光;缅甸琥珀样品中包裹体的种类繁多,流纹、裂隙、气相和气液两相包裹体、点状包裹体等普遍存在,面纱状流纹包裹体具有产地鉴定意义。红外光谱测试结果显示,缅甸琥珀具有产地鉴别意义的特征吸收峰在1 300～1 000cm~(-1),该范围内存在4个主要吸收峰,其中1 142cm~(-1)附近峰的强度最大,1 224cm~(-1)附近次之,1 090和1 031cm~(-1)附近的吸收强度较弱。     

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。     

一种蓝宝石的充填处理特征

以一组处理和未处理蓝宝石样品为研究对象,采用电子探针、红外光谱仪、激光诱导离解光谱仪、偏光显微镜等仪器进行测试分析,对比处理和未处理蓝宝石样品的成分、结构及谱学特征差异。红外光谱测试显示,未处理蓝宝石样品存在3 311cm~(-1)处的吸收峰,处理蓝宝石样品此峰缺失,表明处理蓝宝石样品经过氧化热处理。电子探针和激光诱导等离子体离解光谱测试结果表明,处理蓝宝石样品中增加了Ti、Fe、Co,使蓝宝石呈深蓝色。充填物对蓝宝石的裂隙起到了修复、填补和愈合的作用。