岛状硅酸盐宝石矿物的近红外光谱特征研究

利用傅里叶变换红外光谱仪对岛状硅酸盐宝石矿物的近红外光谱进行测试分析,结果表明:该类矿物的近红外吸收主要以水分子与羟基的倍频、组合频峰为主;7000 ～ 7246 cm-归属于为结构水伸缩振动的一级倍频,5000 ～5260 cm-峰形宽缓,归属为吸附水振动,4628 ～4347 cm-1一般为-OH与金属阳离子-OH的吸收峰;OH与不同的金属阳离子结合往往形成不同的振动带,托帕石中Al-OH的吸收在4525 cm-1、4645 cm-1,蓝晶石的Al-OH吸收在4525 cm-1、4622 cm-1,绿帘石Fe-OH的吸收在4437 cm-1;蓝晶石近红外光谱羟基的吸收源于结构中不同位置的O不受Si的约束被OH取代而产生;近红外光谱水峰可以判断锆石与变生锆石.     

不同亚类硅酸盐宝玉石矿物的近红外光谱研究

运用傅里叶变换红外光谱仪对不同亚类硅酸盐宝玉石矿物进行近红外光谱测试.分析发现:硅酸盐类宝玉石矿物广泛存在水的合频、倍频吸收峰,其存在形式又可以分为H_2O和OH~-.岛状硅酸盐宝石矿物存在广泛的类质同象替代现象,主要表现为羟基OH~-以及阳离子跃迁和阳离子替代引起的吸收峰,如:石榴石中7 800 cm~(-1)±和5 880 cm~(-1)±位置阳离子跃迁和阳离子替代引起的吸收峰,橄榄石中7 065 cm~(-1)、4 986 cm~(-1)处OH~-的吸收峰;环状硅酸盐和层状硅酸盐宝石矿物中的分子空隙通常较大,其中存在大量的金属阳离子(M)、OH~-、H_2O等,主要表现为4 200～4 800cm~(-1)处大量的M-OH振动吸收峰.除岛状硅酸盐宝石矿物外,环状、链状、层状及架状硅酸盐宝石矿物均存在Si=O=Si(桥氧)4 880cm~(-1)±的伸缩振动三级倍频吸收峰.     

不同颜色青海软玉的谱学特征分析

利用傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线荧光光谱仪对不同颜色青海软玉白玉、青白玉、青玉、碧玉、糖玉、翠青玉、烟青玉等的谱学特征进行对比分析.结果表明:近红外光谱(NIRS)、拉曼光谱(Raman)均可见(Mg2+、Mg2+、Mg2+)OH、(Mg2+、Mg2+、Fe2+)OH、(Mg2+、Fe2+、Fe2+)OH、(Fe2+、Fe2+、Fe2+)OH伸缩振动谱带,其中基频振动分别位于(Raman)3675 cm-1、3660 cm-1、3645 cm-1、3630 cm-1附近,倍频振动分别位于(NIRS)7180 cm-1、7150 cm-1、7115 cm-1、7075 cm-1附近.随颜色加深青色调软玉其NIRS 7115 cm-1、7075 cm-1的吸收显著增强;浅色软玉在7180 cm-1附近有吸收峰,深色软玉7180 cm-1、7150 cm-1,3675 cm-1、3660 cm-1位置有吸收峰,且随颜色加深7150 cm-1、3660 cm-1吸收相对增强;XRF显示深色样品Fe的浓度明显高于浅色样品.青海软玉的青色调与M3、M1位置被Fe2+替代程度相关,青海软玉颜色浓度与Fe2+占据M1的程度相关,Fe的浓度越高其颜色越浓.     

和田玉、岫玉、蓝田玉的韧性及其矿物结构对比研究

玉石研究主要集中在光学、矿物学以及商业价值方面,对其力学韧性研究较少.已有的对玉石韧性研究,主要依赖于雕刻者的直观感受.本文使用万能材料试验机对和田玉、岫玉、蓝田玉的中心圆孔平台巴西圆盘(HFBD)试件进行劈裂试验,获得三种玉石的断裂韧度值,以表征其韧性;并利用偏光显微镜、扫描电镜测试三种玉石样品的矿物结构以及断面形貌特征.结果表明:和田玉主要矿物透闪石为毛毡状结构,相互交织透闪石颗粒对韧性的贡献最大,断裂韧度均值为9.52 MPa·m~(1/2);岫玉主要矿物为叶蛇纹石和透闪石,呈鳞片变晶结构和纤维状集合体,鳞片状的叶蛇纹石相互叠加,对韧性的贡献次之,断裂韧度均值为3.59 MPa·m~(1/2);蓝田玉主要矿物为方解石和蛇纹石,呈不等粒状结构和片状结构,方解石颗粒较大,解理发育,次要矿物存在于方解石矿物颗粒边界处,对韧性的影响较大,断裂韧度均值为1.60 MPa·m~(1/2).玉石的矿物结构影响玉石的韧性大小,颗粒越细小,结构越紧密,断裂韧度值越大,韧性越好.