黄色和红色石英质玉石的颜色成因研究

石英质玉石是由隐晶质-微显晶质石英矿物集合体组成的一种玉石,黄色和红色是石英质玉石最主要的颜色种类,近年来在珠宝市场上备受关注。前人研究结果表明,黄色石英质玉石的致色矿物颗粒非常细小,赋存于石英颗粒之间,通过一般的测试方法很难准确鉴定其种属。本文对云南龙陵、安徽霍山、广西贺州3个产地的石英质玉石进行了显微镜观察、拉曼光谱和紫外可见光吸收光谱测试,通过紫外可见光吸收光谱的一阶导数图谱,对石英质玉石的黄色和红色部位进行了研究。结果表明,黄色石英质玉石紫外可见光吸收光谱一阶导数图谱的特征峰有545~535 nm和435 nm,主要由针铁矿致色;红色石英质玉石紫外可见光吸收光谱一阶导数图谱的特征峰介于555~595nm之间,主要由赤铁矿致色;黄色和红色之间的过渡色可同时出现595~555 nm、545~535 nm和435 nm特征峰,主要由针铁矿和赤铁矿共同致色。     

三种仿寿山“坑头冻”印材的宝石矿物学特征

为研究缅甸翡翠中的哪些部位适合做烧红处理以及该部位能被烧红的原因,采用加热实验、偏光显微镜、红外光谱及差热分析方法对缅甸翡翠样品的原生部位、雾部位的加热前、后的特征进行了测试与分析。结果显示,翡翠中的蓝雾部位及黄雾部位适合做烧红处理,原生部位不适合烧红处理,蓝雾部位可以被烧成黄色及红色,黄雾部位可以被烧成红色。雾部位适合用来做烧红处理的原因在于,在低温的加热条件下,蓝雾部位中的大量的Fe2＋发生价态变化,实现由绿泥石向针铁矿的转变所导致,该过程由表及里逐步进行。原生部位的主要矿物硬玉需被加热更高的温度,在破坏其晶格的情况下,才可以呈现出红色,且该红色不具有褐色调。     

缅甸翡翠加热处理的特征研究

为研究缅甸翡翠中的哪些部位适合做烧红处理以及该部位能被烧红的原因,采用加热实验、偏光显微镜、红外光谱及差热分析方法对缅甸翡翠样品的原生部位、雾部位的加热前、后的特征进行了测试与分析。结果显示,翡翠中的蓝雾部位及黄雾部位适合做烧红处理,原生部位不适合烧红处理,蓝雾部位可以被烧成黄色及红色,黄雾部位可以被烧成红色。雾部位适合用来做烧红处理的原因在于,在低温的加热条件下,蓝雾部位中的大量的Fe2＋发生价态变化,实现由绿泥石向针铁矿的转变所导致,该过程由表及里逐步进行。原生部位的主要矿物硬玉需被加热更高的温度,在破坏其晶格的情况下,才可以呈现出红色,且该红色不具有褐色调。     

Mn2+和Fe3+的致色作用:来自意大利白垩纪远洋红色灰岩的启示

本文首先详细研究了含Mn2 和Fe3 的致色矿物菱锰矿、鲕状赤铁矿、云母赤铁矿和镜铁矿的可见光吸收光谱及其一阶导数谱,鲕状赤铁矿、云母赤铁矿和镜铁矿的可见光吸收一阶导数谱的红光区的吸收谷的位置的变化表明随赤铁矿结晶度的降低,吸收谷由586.4nm移至577.4nm,而菱锰矿展示出了Mn2 的因电子跃迁产生的四个典型吸收及其一阶导数谱上577nm的吸收谷的强度比赤铁矿相应谷的强度低一个数量级,表明其电子跃迁的致色机理与赤铁矿的染色机理完全不同。依据赤铁矿的结晶度和鲕状赤铁矿与大洋红层中赤铁矿的沉积成因相似的原则遴选出鲕状赤铁矿为含Fe3 致色矿物,依据菱锰矿是和方解石具有相似结构且为红色的原则选取菱锰矿为含锰致色矿物,并佐以化学纯氧化镁为基体配制了一系列的含菱锰矿、鲕状赤铁矿和菱锰矿及鲕状赤铁矿的两相或三相混合物。详细研究了三类混合物的可见光吸收光谱的一阶导数谱,发现含菱锰矿和含鲕状赤铁矿在573nm附近均存在一吸收谷,鲕状赤铁矿的重量分数低至0.05%时仍可见一明显吸收谷且该吸收谷移至565nm附近,菱锰矿在低至0.50%时也可见这一吸收且在低至0.11%时仍可显示出菱锰矿的信息,其575nm的吸收峰未见偏移;混合物可见光一阶导数吸收谱上鲕状赤铁矿的575nm附近的吸收谷的强度随鲕状赤铁矿的重量分数的升高而增强,而所有的配制混合物中该吸收谷的位置低于577.4nm的事实也表明为使致色矿物和氧化镁混合均匀的研磨降低了赤铁矿的结晶度。本研究表明Mn2 的电子跃迁激发和细小、结晶差的赤铁矿的染色共同造就了意大利白垩纪远洋红色灰岩的红色。     

缅甸翡翠的光谱特征及呈色机理

从缅甸翡翠电子探针分析和紫外可见光吸收光谱、激光拉曼光谱、能谱、红外光谱等特征,探讨缅甸翡翠的呈色机理。主要对绿色翡翠和紫色翡翠的呈色机理进行研究。从硬玉呈色、次要矿物呈色和次生色分析得出,绿色翡翠主要由Cr3 致色,紫色翡翠可能是Mn2 致色。     

缅甸翡翠次生部位的元素成分演化特征

为研究缅甸翡翠次生部位的元素成分演化特征,采用主量元素测试、微量元素测试、电子探针及X射线粉晶衍射分析方法对缅甸翡翠的灰绿色次生色(翡翠界称之蓝雾)部位、黄蓝色次生色部位及黄(红)色次生色(翡翠界称之黄(红)雾)部位的元素及矿物成分进行了测试与分析。结果显示,与蓝色次色生部位相比较,黄色次生色部位中的Na、Al、Si元素的含量递增对应着X粉晶衍射中伊利石等的出现,黄色次生色部位的Fe、Mg等元素的含量递减对应着绿泥石的峰的消失。表明带有蓝雾的砾石被抬升到地表后,其中的大量的Fe被偏酸性的雨水淋滤带出,少量被氧化成Fe3+后沉淀形成黄、红雾。氧化条件加上湿热气候区偏酸性水的作用,能够使绿泥石和硬玉矿物逐渐地风化分解,形成高岭石和褐铁矿。     

利用漫反射光谱鉴定红粘土中针铁矿和赤铁矿

针铁矿(Gt)和赤铁矿(Hm)是广泛存在于土壤和沉积物中的重要铁矿物。这两种矿物在土壤和沉积物中含量很低,常规的测试手段很难有效地测定其含量。利用反射光谱联合加热处理的方法,可对土壤及沉积物样品中针铁矿和赤铁矿进行定性或半定量测定。实验结果显示,样品加热到300℃后,针铁矿的反射光谱的一阶导数特征峰发生了变化,赤铁矿的一阶导数特征峰却没有明显的变化。因此加热前后样品反射光谱一阶导数的变化取决于针铁矿和赤铁矿的含量。利用这种方法估计黄土高原第三纪红粘土样品中的赤铁矿含量约为0.3%～0.4%,针铁矿含量约为0.5%～1%。     

碧石的宝石学分类及定义界定初探

碧石属于石英质玉中一类,少有文献对其深入探讨,缺乏系统性分类以及定义界定,不能准确区别于颜色相对应的玉髓(玛瑙).为解决上述问题,本次研究应用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、电子探针、紫外—可见光光谱等多种测试技术相结合方式,初步确定常见单色碧石的致色矿物,其中红碧石的致色矿物为赤铁矿,黄碧石的致色矿物为针铁矿,绿碧石的致色矿物为绿鳞石,紫碧石的致色矿物是锐钛矿和赤铁矿.结合市场实际需求,从宝石学角度以颜色特征作为碧石分类依据,将碧石从宝石学分类角度,分为红碧石、黄碧石、绿碧石、紫碧石、血滴石、风景碧石、多彩碧石等七个大类.同时,根据X射线衍射半定量分析和电子探针测试近似计算结果:红碧石测试样品中赤铁矿平均含量均不低于2.187％,凉山南红样品红色富集区域测试赤铁矿含量不高于1.767％,低于2％.因此可以考虑将2％的赤铁矿含量作为区别红碧石和南红的界限.建议以杂质矿物含量2％对碧石和相似颜色的玉髓(玛瑙)区分界定,进一步补充完善已有碧石定义.     

应用同步辐射技术解析黄色-红色石英质玉石中的致色矿物

质地细腻、颜色多彩的隐晶质-微粒脉石英在我国珠宝行业称为石英质玉石,颜色是石英质玉石价值判断的主要因素之一,揭示其致色矿物及致色机理对于研究石英质玉石的颜色评价指标和矿床成因具有重要意义,但前人并未直接获得致色矿物的准确信息。本文运用上海光源(SSRF)BL15U1线站的同步辐射硬X射线,使用μ-XRF和μ-XRD技术对黄色和红色隐晶质-微粒脉石英中的致色矿物进行了研究。结果表明,黄色石英质玉石由赋存于石英颗粒间或微裂纹中的针铁矿(特征衍射峰0.49574、0.41594、0.26887、0.25705、0.25189、0.24510、0.21806、0.17133 nm)或其集合体致色,红色石英质玉石由赋存于石英颗粒间或微裂纹中的赤铁矿(特征衍射峰0.36774、0.27091、0.25200 nm)或其集合体致色,黄色-红色石英质玉的颜色由针铁矿和赤铁矿共同致色,赤铁矿的显色能力要高于针铁矿。本文获得了石英质玉石中致色矿物的直接数据,为玉石结晶温度与致色机理的探讨、石英质玉石的品质评价提供了依据。     

黄-红色缅甸黄龙玉颜色和光谱特征的定量研究

利用傅立叶红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计、能量色散X射线荧光光谱仪、电子探针X射线显微分析仪和X-Rite SP62手持式分光光度计对黄-红色缅甸黄龙玉样品进行了颜色特征、化学组成以及光谱学特征的研究,分析缅甸黄龙玉的颜色与光谱特性之间的定量关系。结果表明,缅甸黄龙玉主要由SiO₂组成,含少量Fe、Cu、Cr等过渡金属元素,属于隐晶质石英质玉。在CIE D65标准光源和N9孟塞尔中性背景下,缅甸黄龙玉的明度与色调角具有高度的相关性,Fe含量的变化对其明度和色调角具有显著影响。通过紫外-可见吸收光谱的一阶导数可以推断缅甸黄龙玉中针铁矿和赤铁矿的相对含量,且随着主波谷的位置向长波方向偏移,缅甸黄龙玉的颜色会从黄色调向红色调转变。