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。     

Chameleon钻石与其相似黄色钻石光谱学特征的对比分析及颜色成因

Chameleon钻石（俗称“变色龙钻石”）是一种具有光致变色和热致变色现象的彩色钻石,在受热后或长时间在暗室中会由黄绿色变为黄色,在实际工作中发现与Chameleon钻石颜色相似的黄色钻石并不具有此类“变色”现象。为了研究Chameleon钻石与相似黄色钻石的差异,并进一步探究产生光致变色和热致变色现象的原因,本文选取Chameleon钻石和与其颜色相似的黄色钻石作为研究对象,进行加热实验,观察加热前后钻石颜色、紫外可见光吸收光谱的变化情况,探寻导致热致变色的原因,并对样品的红外吸收光谱及光致发光光谱特征进行详细分析与比较。结果表明：Chameleon钻石受热后由黄绿色变为黄色,在超短波紫外线下显示绿色荧光和磷光,相似黄色钻石样品无磷光及变色现象;所有样品均有从紫外光至510nm逐渐减弱的连续吸收和480nm吸收宽带,Chameleon钻石具650～800nm吸收宽带,相似黄色钻石无该吸收带,加热后吸收带消失是其产生热致变色的主要原因;进一步对样品的缺陷类型进行对比分析,Chameleon钻石红外光谱可见孤氮特征及与片晶无关的1430cm-1宽吸收带,该峰未在相似黄色钻石中出现,但产...     

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。     

高温高压处理钻石的谱学研究

对高温高压处理钻石进行了显微观察及红外光谱、低温紫外－可见－近红外吸收光谱和光致发光谱等谱学研究，认为钻石的去色是由于高温高压过程引起晶格结构的重组，从而得出天然褐色钻石的致色与位错附近的孤氮－空穴（N－V）的眯缺陷有关的结论。同时也提供了高温高压处理钻石的一些谱学特征，如红外光谱中较弱的3107cm^-1峰，紫外－可见吸收光谱中的325nm宽带，光致发光谱中的575nm与637nm峰。     

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。     

天然金珍珠和染色金珍珠的致色因素和鉴定分析方法研究进展

金属离子、卟啉和类胡萝卜素是天然金珍珠的主要致色成分,有机染料是染色金珍珠的致色成分。鉴定天然金珍珠和染色金珍珠的主要手段有常规观察检测、紫外可见吸收光谱法、拉曼光谱法、荧光光谱等。本文结合天然金珍珠的致色成分和染色金珍珠的染色方法,对两类金珍珠的鉴定技术作了评述,认为常规观察检测是十分必要的,染色珍珠颜色分布不均匀,在孔眼内或表面破损处可看到染料的沉淀浓集;紫外可见吸收光谱法是目前较为常用的鉴定方法,天然金珍珠主要吸收峰位于350~360 nm,而染色金珍珠则出现明显的410~450 nm谱峰;应用拉曼光谱法鉴定可获得天然金珍珠在275 cm-1明显的特征峰,而染色金珍珠出现强的荧光背景峰;应用荧光光谱法鉴定金黄色天然珍珠在376 nm处光激发时谱峰是以472 nm为中心,而染色珍珠在372 nm处受光激发时谱峰位于436 nm。这些鉴定方法仍然在实验验证阶段,进一步优化和开发新的测试手段则是今后重要的发展方向。     

HPHT合成钻石在首饰中的鉴别特征

国家黄金钻石制品质量监督检验中心收到待检的百余件群镶钻石首饰中发现混有大量HPHT合成黄色钻石.采用宝石显微镜、红外光谱仪、X射线荧光光谱仪、紫外可见光分光光谱仪、紫外荧光灯、DiamondView^TM等对HPHT合成钻石样品做了详细地测试与分析.结果表明,这些HPHT合成钻石样品具有较为统一的黄色,放大检查可见合成钻石内部含有大量棒状、柱状、细小微粒状的铁镍合金包裹体,且几乎都有磁性,有些磁性甚至较强;样品的红外反射光谱非常特征,均具有明显的1 131 cm^-1处的吸收峰,为Ⅰb型钻石,而Ⅰb型钻石在天然钻石中极少见到;X射线荧光光谱测试显示有强烈的铁峰和镍峰,且在短波紫外线下多数具有绿黄色荧光.HPHT合成钻石在DiamondView^TM下具有不同程度的黄绿色荧光,部分具有黑十字现象.     

利用吸收和发光光谱技术分析高温高压天然富氢钻石的鉴定特征

对不同类型褐色钻石进行高温高压处理和结构特性研究是钻石研究中的难点和重点之一。前人对富氢钻石的研究主要集中于其特殊的生长结构以及其形成环境的探讨,而对富氢钻石经高温高压处理后的变化特征鲜有涉及。本文对经高温高压处理前后的富氢钻石的红外光谱、紫外可见吸收光谱以及光致发光光谱等谱学特征进行了对比,研究其鉴定特征。结果表明:高温高压处理前后的富氢钻石的光谱特征具有明显差异,特别是红外光谱,经处理后的钻石中与氮氢有关的吸收峰如3310 cm~(-1)、3232 cm~(-1)、3189 cm~(-1)等明显减弱甚至消失,并出现与孤氮有关的新的2688 cm~(-1)吸收峰;紫外可见光吸收光谱中,经处理的褐色钻石中的无选择性吸收(钻石呈褐色的原因)变为孤氮的典型吸收,即550 nm至短波的吸收以及N_3中心(415 nm)的吸收均明显增强,因此钻石也由原来的褐色变为黄色。钻石经处理前后的光致发光光谱中,与氮原子有关的缺陷类型、峰的强度以及缺陷组合也有变化。本文获得的光谱变化特征,为准确鉴定高温高压处理的黄色富氢钻石提供了依据,也为解释与氢和氮相关的晶格缺陷在高温条件下的变化机理提供了理论基础。     

一种绿松石仿制品的宝石学特征研究

近期在市场上出现一种绿松石仿制品,外观与天然绿松石极为相似,极具迷惑性.采用常规宝石学测试方法、红外吸收光谱、显微红外吸收光谱、紫外可见吸收光谱、X荧光能谱对其宝石学性质、光谱特征进行了系统研究分析.结果 表明:这种绿松石仿制品具有粒状结构,可见角砾状颗粒,颜色分布均匀,具有典型的再造宝石特征.该绿松石仿制品折射率为1.56,与绿松石一致,相对密度为2.34,略低于绿松石.无损显微红外吸收光谱显示该绿松石仿制品主要由顽火辉石与石英组成,并含有胶结物质.顽火辉石的红外吸收峰为1083 cm-1,1009 cm-1,938 cm-1,855 cm-1,721 cm-1,647 cm-1,505 cm-1,478 cm-1,424 cm-1.石英的红外光谱吸收峰为1182 c m-1,1112 cm-1,800 cm-1,692 cm-1.有机胶结物的红外吸收峰为2978 cm-1,2937 cm-1,2878 cm-1,3055 cm-1,3035 cm-1,1612 cm-1,1512 cm-1,1385 cm-1,1458 cm-1.X荧光光谱分析显示主要含有Ba,Ti,Sr,Fe,Ni,Zn元素,与绿松石的成分不相符.紫外可见光谱分析显示在680 nm、630 nm处具有吸收带,应是样品呈现蓝绿色的原因.本次研究旨在利用无损检验方法确定样品为仿绿松石,并确定有环氧树脂胶结物的存在.     

叶蜡石、高岭石和迪开石的吸收光谱研究

对不同地区叶蜡石、高岭石、迪开石的吸收光谱测量及其高斯谱拟合说明，三各矿物的吸收光谱均由一个吸收边和三个吸收峰叠加而成。主吸收峰在562nm左右，峰高以迪开石为最大，高岭石次之，叶蜡石最低。同一地区不同颜色的叶蜡石，其主吸收峰位置随铁含量的增加向短波方向移动，相对峰高也随之增大。叶蜡石的颜色主要取决于主吸收峰的位置、高度和吸收边位置。可以认为，此吸收边为Fe^3 →O^2-荷移谱的低能拖尾部分，吸收峰则为铁离子的晶场谱带或晶场谱与Fe^2 →Fe^3 荷移的叠加。     

盔犀鸟头胄工艺品的宝石学及谱学特征

对市场上出现的盔犀鸟头胄工艺品及其拼合制品、仿制品,在宝石显微镜下放大观察,采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外一可见光谱仪、激光拉曼光谱仪等大型分析仪器进行测试,探究其物质组成、生长结构、颜色成因以及鉴定方法。结果表明,盔犀鸟头胄整体表现为层状鳞片生长结构,头胄工艺品的黄色基体中普遍发育近平行条带生长结构,红色圆斑与黄色基体呈渐变过渡关系;红外光谱表现为酰胺特征吸收谱带,表明角蛋白为头胄主要成分;特征的紫外一可见吸收光谱与拉曼光谱均标志着类胡萝卜素的存在,且类胡萝卜素是头胄的主要呈色原因。拼合工艺品的红色圆斑具有清晰边界并可见拼合缝隙,红外光谱显示红色圆斑为人造树脂材料。仿制品的黄色基体内部可见气泡,红外光谱揭示其整体均为人造树脂。     

基于实测数据的不同雪粒径光谱分析

利用黑河流域上游冰沟流域样地的实测积雪光谱和实测雪粒径数据,对不同雪粒径的光谱曲线特征进行分析,找出位于1030 nm和1 250 nm附近对雪粒径较敏感的两个波长,定量地揭示了位于这两个波长附近处的光谱曲线特征与雪粒径的关系.1 030 nm和1 250 nm附近是雪反射光谱中两个较明显的吸收峰位置,但雪在这两处的反射率值依然较高.分别通过1 030 nm和1 250 nm附近吸收峰置差异、1 030 nm附近处的光谱吸收深度、光谱吸收面积等4种方法与雪粒径进行关系拟合.结果表明:光谱吸收面积法对雪粒径有很好的指示作用,与雪粒径的线性和指数曲线拟合效果最好.同时,1 030nm附近的波长受大气散射和衰减的影响很小,可将该方法直接运用到高光谱影像上.     

Yellow fluorescence from baghdadite and synthetic Ca3(Zr,Ti)Si2O9

Baghdadite from Fuka, Okayama Prefecture, Japan shows a bright yellow fluorescence under UV (Hg 253.7 nm) excitation. The photoluminescence (PL) spectrum at 300 K consists of one large band near 580 nm and two small UV bands at 318 and 397 nm. The optical excitation spectrum of the bright yellow fluorescence consists of two bands near 220 and 250 nm. The temperature dependence of the PL intensity exhibits linear thermal quenching. To reveal the origin of the bright yellow fluorescence from baghdadite, powder Ca₃(Zr,Ti)Si₂O₉ crystals are synthesized. Synthetic Ca₃(Zr,Ti)Si₂O₉ shows luminescence spectra similar to those of baghdadite, and the intensity of the yellow fluorescence is markedly increased by titanium addition. The origin of the bright yellow fluorescence from baghdadite is ascribed to the existence of titanium.     

赣南稀土精矿粉配制的稀土溶液反射波谱特征研究

赣南离子吸附型稀土矿是我国重要的稀土资源,本文运用美国ASD FieldSpec-3便携式地物波谱仪,对赣南寻乌稀土矿区稀土精矿粉配置的25个稀土溶液样品进行波谱测试,获取了不同稀土含量的波谱特征,结果表明溶解在水体中的稀土元素在可见光-近红外574 nm、790 nm、736 nm、520 nm、861 nm、443 nm等波段具有多个明显的稀土特征吸收谷及若干次级的稀土特征吸收谷;通过与15种稀土单元素波谱特征对比分析,可见这些吸收特征主要由一种或几种稀土单元素引起;随着稀土浓度的降低,这些吸收特征逐渐减弱甚至消失。这一研究进一步加深了对我国赣南稀土溶液波谱特征的认识,同时为赣南稀土元素的高光谱遥感研究奠定了理论基础。     

紫外-可见光谱仪在区分天然颜色和染色金珍珠的局限性

随着金珍珠饰品的流行,市场上出现越来越多的颜色处理过的金珍珠。天然颜色的金珍珠与染色金珍珠的价格相差甚远,故金珍珠的颜色检测显得尤为重要。目前,紫外一可见光谱仪（Uv-Vis）被认为是有效鉴别金珍珠颜色的测试手段之一,但在检测工作中,当利用紫外一可见光谱仪判定某些金珍珠是否染色时,发现其结论存在一定的争议性。前人的研究显示,在紫外一可见光谱中出现350-360nm处的吸收峰为天然色素的吸收所致,410-450nm出现明显吸收峰归因于有机染料所致。在实际工作中,笔者发现一些金珍珠样品不同部位的紫外一可见光谱不一样,有时测试结果还与显微镜下的特征相矛盾。因此,笔者初步分析了金珍珠的颜色成因,探讨了紫外一可见光谱仪在检测金珍珠时存在的局限性。     

“金丝砗磲”研究初探

最近,在北京珠宝市场上出现了大量的＂金丝砗磲＂。通过常规宝石学检测和紫外-可见光吸收光谱测试,对其进行了初步研究。结果表明,此种＂金丝砗磲＂并不是砗磲,而是一种海洋腹足纲类海螺贝经染色而成的饰品。该海螺贝呈螺旋状层状构造,可以通过其表面颜色不均、黄色部分不透明、黄色部分无荧光加以鉴别,也可以采用紫外-可见光分光光度计测试加以鉴别。     

云南磷铝石谱学特征研究

使用电子探针、X射线粉晶衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计等仪器,对最近在云南发现的一种达到宝石级别的磷铝石进行了化学成分、矿物组成、红外吸收光谱、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱等方面的研究。化学成分分析结果表明,该磷铝石的主要化学成分为P和Al,并含有少量的Fe和V;X射线粉晶衍射结果显示,该磷铝石的矿物成分主要为磷铝石,杂质较少;红外光谱与拉曼光谱分析均检出磷酸根基团的特征峰,红外光谱分析还显示有结晶水与结构水的存在;紫外可见吸收光谱在300和420 nm附近的吸收归属于Fe3+,630 nm附近较宽缓的吸收带由Fe3+和V3+共同产生。并将磷铝石与绿松石进行了谱学方面的对比分析,以便更好地区分两者。     

内蒙古白乃庙金矿床石英脉中绢云母可见光光谱特征及其地质意义

以简单、经济的可见光吸收光谱方法研究了绢云母可见光光谱特征,结果表明含矿石英脉中绢云母可见光光谱在650~700nm之间透射率高,并总结了透射率与Fe含量和寄主脉金品位之间的关系。·