改色黄玉的红外光谱研究及其鉴别的数学模型

通过对天然黄玉与辐照改色黄玉的红外光谱研究发现,天然黄玉与辐照改色黄玉的透射红外光谱存在着一些差异,以这些差异为基础,利用数学方法把这些差异定量化,建立鉴别天然黄玉与辐照改色黄玉的数学模型,通过计算机编程,使宝石鉴定逐渐向自动化发展.     

黄玉改色试验及呈色机理研究

采用高能射线辐照无色黄玉使其改色,并对呈色机理作了探讨。无色黄玉改色为天蓝－海蓝色后,颜色稳定,改为棕黄色的则在强阳光下易退色。     

物理法改色前后优质淡水珍珠的超微结构特征研究

利用原子力显微镜（AFM）、场发射高分辨率扫描电子显微镜（FESEM）和场发射高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对物理法改色前后的优质淡水珍珠表面进行了细致的观察。通过对比分析珍珠在微米级至纳米级的范围内微结构及超微结构特征的变化,证明珍珠质层是天然的纳米材料;改色前后珍珠的红外光谱分析及XRD分析对物理法改色珍珠机理是由于微量MnCO3在γ射线辐照下氧化成Mn2O3或MnO2所致的说法给予否定;由红外光谱测试结果可知物理法改色珍珠呈色机理与珍珠中有机物的辐照化学变化有关,并且物理法改色珍珠伴色的呈色机理与珍珠的文石纳米粒径效应亦无明显的相关性。     

高温高压改色处理Ⅰa型褐色钻石的光谱鉴定特征

Ⅱa型钻石的高温高压改色及褪色研究已开展了大量工作,然而对Ⅰa型Cape系列褐色钻石在高温高压处理条件下的行为尚不明确。为解析实验室钻石鉴定工作中遇到的黄色钻石颜色成因问题,本文选取了Ⅰa型Cape系列褐色钻石作为研究对象,进行高温高压改色处理实验,并对处理前后的样品的紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱以及光致发光光谱等谱学特征进行对比分析。结果表明:经高温高压改色处理后,钻石颜色由灰褐色变为褐黄色,钻石的紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和光致发光光谱也发生了很大改变。经处理的褐色钻石,其紫外可见吸收光谱中除原有的415nm和477nm吸收外,还产生503.2nm吸收,同时550nm至短波的吸收增强,钻石因此由原来的灰褐色变为褐黄色;红外吸收光谱中,1498、1520、1547cm~(-1)三个峰变为一个以1498cm~(-1)为中心的吸收宽峰;光致发光光谱中,产生了明显的H3(503.2nm)以及H2(986.2nm)缺陷。本研究获得的光谱变化特征为准确鉴定高温高压改色处理的Cape型钻石提供了依据,也为更好地理解晶格中氮、氢等相关的格子缺陷在高温高压条件下的变化机理提供了实验数据和分析。     

“OH－黄玉”─—黄玉的一种完全水化物的合成及其意义

“ＯＨ－黄玉”─—黄玉的一种完全水化物的合成及其意义黄玉作为一种具有理想组分：Ａｌ＿２ＳｉＯ＿４Ｆ＿２的氟铝硅酸盐矿物，可呈现出阴离子氟位置上的ＯＨ－Ｆ之间的部分替代，这影响到了它的结晶学、物理学及热力学性质。在自然界的黄玉中，所观察到的ＯＨ对Ｆ的替...     

癞子岭黄玉云英岩中流体—熔融包裹体研究—黄玉云英岩成因的探讨

癞子岭黄玉云英岩矿物中流体－熔融包裹体研究揭示黄玉云英岩是岩浆－热液过渡阶段的结晶产物。而黄玉云英岩中岩浆作用与交代作用特征并存现象则是低温成岩熔体在结晶过程中共存的热液对已形成的矿物产生水岩反应的结果。     

辐射处理金刚石的谱学研究及其意义

利用傅立叶显微红外光谱、紫外-可见-近红外吸收光谱、低温光致发光谱、拉曼光谱等4种谱学方法,对10颗辐照改色（R1-R10）的彩色天然金刚石进行了研究。利用可见吸收光谱和低温光致发光谱研究了金刚石石中的点缺陷产生系列的色心峰,指出在可见吸收光谱中除了有N3心吸收峰外,还可见595和637色心峰;在低温光致发光谱中发现有色心组合峰575,595和637等的出现,此组合峰与近红外区4929cm^-1处的H1b和5156cm^-1处的H1C色心峰共同存时,不仅是辐照处理绿色金刚石的鉴定证据,也是辐照处理各种彩色金刚石的重要的标志之一。本研究为辐射处理金刚石的鉴别和工艺流程提供了新的谱学依据和思路。     

高温高压合成黄色钻石颜色成因及改色机理探讨

为了从动态过程中更直观地研究黄色高温高压合成钻石的颜色成因和改色机理,本文对5颗黄色高温高压合成钻石进行高温高压改色实验,并对样品改色前后的红外光谱、光致发光光谱、DiamondViewTM图像进行了分析,发现受合成方法限制,高温高压法合成钻石所含缺陷较多,除应力缺陷外,还含有较多空穴和杂质元素,如N、Ni等,对合成钻石的品质和颜色有较大影响。同时,通过红外光谱和光致发光光谱测试得到,改色前、后合成钻石样品内的色心包括(N_V)-、(N_V)、H3、C心、(Ni_V)-、Ni_N复合体和Ni-。实验所提供的7 GPa高压及1 480℃高温条件有助于钻石晶体内部氮的聚集,从而改变合成钻石的类型,即由Ⅰb型(含少量A集合体)转变为Ⅰb+ⅠaA混合型,同时对合成钻石的颜色也产生了影响。     

黄玉与红柱石,白云母,碱性长石之间的矿物平衡及其岩石学意义

黄玉的形成条件是阐明含黄玉岩石成因的关键。为定量解释黄玉的岩石学成因意义，本文利用黄玉和与其共存的矿物及流体组分的热力学性质，计算了花岗岩－Ｈ２Ｏ－ＨＦ体系中有关反应的ｌｏｇａＨＦ－ｌｏｇａＫＦ，ｌｏｇａＨＦ－ｌｏｇａＡＮ，ｌｏｇａＨＦ－Ｔ图及Ｔ－Ｐ图。利用上述计算结果，本文解释了含黄玉花岗质岩石及其极端分异产物的形成条件和斑岩Ｍｏ、Ｓｎ矿床蚀变分带的形成机制。     

云母,黄玉中F—OH交换平衡及云母＋黄玉组合形成的温度和共存流体组…

本文根据前人关于云母和黄玉的Ｆ－ＯＨ交换实验成果，分别建立了云母和黄玉的Ｆ－ＯＨ交换平衡常数方程，并系统阐述了推导这些方程的热力学原理以利用它们来估算云母＋黄玉平衡组合形成温度和共存流体组成的方法，最后讨论了这一方法的适用条件和存在问题。     

论岩浆成因的黄玉单矿物岩

业已在自然界发现中深成相，超浅成相和良好封闭相的岩浆成因黄玉单矿物岩，拥有宏观，微观岩浆成因标志，得到有关富挥发分酸性岩体成岩，成矿实验成果的有力佐证，属一类新的岩浆岩。这类岩石的分类实践表明，它们宜归入岩浆成的云英岩类范畴。有理由预见，自然界存在有黄玉单矿物岩的火山类似物，尚待发现与研究。     

云母、黄玉中F-OH交换平衡及云母+黄玉组合形成的温度和共存流体组成Ig(f_(H_2O)/f_(HF))的估算

本文根据前人关于云母和黄玉的F－OH交换实验成果，分别建立了云母和黄玉的F－OH交换平衡常数方程，并系统阐述了推导这些方程的热力学原理以及利用它们来估算云母＋黄玉平衡组合形成温度和共存流体组成的方法，最后讨论了这一方法的适用条件和存在问题。     

无色-近无色高温高压合成钻石的谱图特征及其鉴别方法

实验室发现大量小颗粒的无色高温高压(HPHT)合成钻石与天然钻石混杂镶嵌在各种饰品中,前人提出荧光和磷光特征是主要的快速区分特征,然而荧光、磷光特征的差异并不能完全将HPHT合成钻石与天然钻石区分开来。本文将常规的宝石学观察分析与多种高精度谱学测试相结合,对五粒不同的无色-近无色HPHT合成钻石样品进行深入研究。结果表明,五粒钻石在紫外可见吸收光谱无270 nm吸收或是只有极弱的270 nm吸收,随着颜色级别的降低,270 nm吸收越明显。红外光谱测试显示,各粒样品中都含有不等量的硼元素。光致发光光谱测试表明,HPHT合成钻石含有与微量N、Ni、Si等相关的晶格缺陷。超短波紫外光源激发下,所有的HPHT合成钻石都有强磷光,在钻石观察仪下可以观测到清晰的八面体和立方体分区特征。显然,不同的合成钻石的特征略有差异,但综合其荧光及磷光特征以及红外、紫外、光致发光光谱特征,可以准确地将无色HPHT合成钻石与对应的天然钻石区分开来。     

Color centers in topaz: comparison between neutron and gamma irradiation

Neutron- and gamma irradiation-induced paramagnetic centers in natural colorless topaz from four different Brazilian localities were studied by electron paramagnetic resonance (EPR) and optical absorption as a function of irradiation dose and thermal treatment. Gamma irradiation doses were applied up to 1,000 kGy with a dose rate of 15 kGy h⁻¹. For the neutron irradiation experiments, a neutron flux of 4 × 10¹² cm⁻² s⁻¹ was used with an integrated flux of up to 1 × 10¹⁸ cm⁻². From the experiments, it is concluded that brownish colors are induced by gamma-rays and may be associated with a single broad isotropic EPR line with g = 2.015(2). Both the EPR line and the related optical absorption band at 460 nm (2.7 eV) are lost during thermal treatments between 150 and 200°C. Fast neutrons create the paramagnetic peroxyl radicals O₂ ⁻ and the paramagnetic O⁻ hole centers. The O⁻ centers have the same thermal stability as the optical absorption band at 620 nm (2.0 eV). It is confirmed that the absorption due to the O⁻ center is responsible for the blue color in topaz. Both color centers and their absorption bands are discussed in the context of O⁻ bound small polarons.     

福建明溪锆石的改色研究

福建明溪的锆石以灰褐色为多，通过热处理可将其改成浅蓝色或无色。本文讨论了热处理的温度、时间、氧化还原条件以及样品的性质对热处理结果的影响，认为热处理的温度过高过低，时间过长都不利于锆石颜色的改善，交替改变氧化还原条件，锆石颜色的改变可逆。在相同的热处理条件下，不同样品的改色效果不同。在此研究基础上提出了锆石的“二步法”改色工艺，并对改色结果的稳定性和热处理对锆石性质的影响进行了评估。     

福建明溪锆石的呈色机理研究

设计了一套热处理和辐照处理方法对福建明溪锆石进行处理，使之呈浅蓝色，并采用紫外一近红外吸收分光光度计对锆石的颜色及其变化进行了分析，探讨了锆石的呈色机理。分析表明，明溪锆石的褐色是由色心引起的。漂亮的浅蓝色是由Fe^2 和Fe^3 之间的电荷转移产生的。     

Phase relations of a F-enriched peraluminous granite: an experimental study of the Kymi topaz granite stock,southern Finland

Phase relations of F-rich Kymi equigranular topaz granite have been investigated experimentally at 100–500 MPa as a function of water activity and F content. Fluorite and topaz can crystallize as liquidus phases in F-rich peraluminous systems, but the F content of the melt should exceed 2.5–3.0 wt% for the crystallization of topaz. In peraluminous F-bearing melts containing more than 1 wt% F, topaz and muscovite are expected to be the first F-bearing phases to crystallize at high pressure, whereas fluorite and topaz should crystallize first at low pressure. Following reaction models the saturation of fluorite and topaz: CaAl₂Si₂O₈ (plagioclase) + 2[AlF₃]_melt = CaF₂ (fluorite) + 2Al₂SiO₄F₂ (topaz). The obtained partition coefficient for F between biotite and glass D(F)^Bt/glass ranges from 1.89 to 0.80 (average value 1.29) and can be used as an empirical fluormeter to determine the F content of coexisting melts. Combined petrological and experimental studies of the Kymi equigranular topaz granite indicate that plagioclase was the liquidus phase at nearly water-saturated (fluid-saturated) conditions and that the F content of the melt was at least 2 wt%. The mean F content of natural biotite (3.92 wt%) suggests that the late-stage crystallization of biotite occurred in melts containing about 3 wt% F. The early crystallization of biotite and the presence of muscovite in our experiments at 200 MPa contrasts with the late-stage crystallization of biotite and the absence of muscovite in the natural assemblage, indicating that crystallization pressure may have been lower than 200 MPa for the granite. Electronic supplementary material Supplementary material is available in the online version of this article at and is accessible for authorized users.