河北宣化“战国红”玛瑙的结构特征及颜色成因

宣化“战国红”玛瑙是指产于河北省张家口市宣化县塔儿村乡滴水崖、王千户一带的缟玛瑙,主要颜色为红色和黄色。以宣化“战国红”玛瑙原石为研究对象,利用偏光显微镜、环境扫描电子显微镜和拉曼光谱等测试技术对其结构特征进行测试与分析,并结合热处理实验探讨其颜色成因。宣化“战国红”玛瑙在正交偏光显微镜下主要有长纤维状结构、短纤维状结构、球粒状结构和晶质石英等。扫描电子显微镜图像显示晶粒大小约为0.5~5.0μm,晶粒呈大小不一的片状紧密堆积。能谱仪测试表明宣化“战国红”的主要成分为SiO2,并含有Fe、Al、Mg、Na、K、Ca等元素。结合拉曼光谱测试可知,红色条带可见较强的赤铁矿吸收峰,黄色条带可见较强的针铁矿特征吸收峰。对“战国红”玛瑙在200、300、400℃温度下进行热处理,热处理后玛瑙透明度下降,表面干涩,随着加热温度的升高,黄色条带中红色调越来越明显,400℃时黄色完全变成红色,这是由针铁矿失水转化为赤铁矿所致。结合拉曼光谱测试与热处理实验可知宣化“战国红”玛瑙红色主要由赤铁矿致色,黄色主要由针铁矿致色。     

四川凉山联合乡南红玛瑙的宝石学特征及颜色成因探究

自2009年四川凉山南红玛瑙被发现以后,其凭借产出量高,块度大,颜色好的特点迅速占领珠宝市场。笔者挑选了8块四川凉山南红玛瑙"联合料"样本进行分析研究并探讨了其颜色成因。研究采用常规宝石学测试、偏光显微薄片观察、电子探针、阴极发光及拉曼光谱测试。结果表明,南红玛瑙"联合料"的主要成分为SiO2和FeOT,红色包裹体和隐晶质红色区域的拉曼光谱显示在224、290、410、464、1 318cm-1处吸收峰,说明FeOT为赤铁矿。赤铁矿包裹体在阴极发光测试下显示红色。南红玛瑙"联合料"为矿物致色,致色矿物并非市场上所说的"朱砂点",而是赤铁矿,其致色方式有两种:一种为赤铁矿包裹体悬浮于石英中致色,颜色的浓淡与赤铁矿分布的密集程度和矿物颗粒大小有关;另一种是由隐晶质赤铁矿浸染致色。赤铁矿包裹体的尺寸不一,分布不均匀的现象可作为区别其它产地南红玛瑙的特征之一。除此以外,研究显示南红玛瑙的形成是多期次的,赤铁矿包裹体的形成也是多期次的。     

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。     

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。     

“樱花玛瑙”的宝石矿物学特征

"樱花玛瑙"是目前中国珠宝市场上较新的玛瑙品种,拥有特征的"樱花状"包裹体,常见颜色为无色-粉色。通过手标本观察、偏光显微镜观察、常规宝石学测试、红外光谱、显微拉曼光谱、电子探针、微区X射线荧光分析和EDS能谱仪等测试方法分析"樱花玛瑙"样品的宝石学特征、矿物组成、结构和不同颜色的形成原因。结果显示,"樱花玛瑙"样品中基质和包裹体的主要矿物组成均为α-石英,且基质中还含有少量的斜硅石;基质为隐晶质石英,包裹体为显晶质石英。"樱花玛瑙"样品的颜色差异源于其所含微量元素的种类和质量分数,粉橘色基质主要是由Mn和Fe元素致色,少部分"樱花玛瑙"中还含有绿色包裹体,其主要是由Fe元素致色。"樱花状"包裹体存在石膏和重晶石颗粒,表明在包裹体形成时,含矿流体富钡(生物钡)和钙,同时可能有含硫酸盐的孔隙水混入,成矿条件不稳定。     

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。     

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。     

缅甸红色尖晶石的宝石学特征

本文以五颗缅甸红色尖晶石为研究对象,通过基础宝石学测试、宝石显微镜观察、傅立叶变换红外光谱测试、紫外―可见光光谱测试、拉曼光谱测试,获得基础宝石学、谱学特征数据,并对缅甸红色尖晶石的致色机理进行探究.红外光谱图显示478 cm-1、542 cm-1、586 cm-1、728 cm-1四个吸收峰以及以840cm-1为中心...     

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。     

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。     

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。     

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。     

寿山红色月尾石与老岭石宝石学特征对比

挑选了寿山石高山系月尾矿段月尾石和旗山系老岭矿段老岭石为研究对象,通过常规宝石学测试、红外光谱、X射线粉末衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜等测试研究手段对红色月尾石和老岭石的宝石学特征、化学成分、矿物组成、颜色成因等进行研究.结果显示,这两个产地的寿山石主要成分均为叶蜡石,月尾石中还含有硬水铝石,老岭石中含有金红石、锆石、白云母、绿泥石.红色月尾石和红色老岭石的颜色均为杂质矿物致色,月尾石为赤铁矿致色,老岭石为赤铁矿、金红石共同致色,以赤铁矿为主.     

福建寿山高山桃花石的颜色成因研究

福建寿山高山桃花石具有独特优美的颜色特征,其中红色斑,电的深浅与大小不一。主要采用光学显微镜、X射线粉末衍射仪（XRD）和拉曼光谱仪（LRM）对高山桃花石样品的颜色成因进行了研究。光学显微镜的观察结果表明,高山桃花石样品中存在透明和不透明矿物,其中不透明矿物形成了艳丽的红色斑,点;XRD测试表明,样品的矿物组成为地开石、赤铁矿、石英以及少量的叶腊石;拉曼光谱测试结果表明,样品的基质部分为地开石,结晶形态完好的红色矿物颗粒与呈浸染状的红色部分均为赤铁矿,无色透明的矿物颗粒为石英。呈浸染状的赤铁矿多围绕晶形完好的赤铁矿分布,该分布特征决定了高山桃花石中的红色斑点有大有小,有深有浅。     

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。     

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。     

云南元江红宝石的宝石学特征研究

采用常规的宝石学研究方法以及电子探针、扫描电镜、电子顺磁共振、傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪等现代测试仪器,对云南元江红宝石的宝石学特征进行了较全面的分析。结果表明,元江红宝石颜色丰富,裂理发育,内含有大量的包裹体,主要致色离子为Cr,随着Cr质量分数的增高,红色逐渐加深,折射率增大;其拉曼光谱在200~1 200 cm-1范围内有2~3个拉曼吸收峰,红外光谱除2 110,1 980 cm-1红外吸收双峰外,还出现381,420,647 cm-13个Al2O3的特征峰。     

一种商业名为“蓝线石”玉石的宝石学和矿物学特征

近来市场上出现了一种玉石,商业名为"蓝线石",笔者选取4粒具有典型特征的样品,采用偏光显微镜、红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线粉晶衍射仪和USB 4000光纤光谱仪对其进行测试分析,发现该玉石的主要矿物组成为石英和蓝线石,石英含量约为55%,蓝线石含量约为35%。石英大部分为集合体形态,石英颗粒呈半自形-他形结构,蓝线石的存在形式有两种,为单晶体和集合体,大部分单晶体以针柱状包裹体的形式存在于大颗粒的石英中,有的以长柱状形式与石英呈镶嵌状分布,集合体则呈放射显微球粒结构。样品中除了石英和蓝线石以外还有一些胶结物以及副矿物,约占10%,经过拉曼光谱测试确定暗色的副矿物为金红石。另外样品的紫外可见光谱显示437nm处铁致吸收峰,综合分析后认为该玉石的颜色为蓝线石成分导致,主要致色元素为Fe。     

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