石英质玉石——秦紫玉的矿物学特征及颜色成因

借助于常规宝石学仪器和偏光显微镜、X射线衍射仪、电子探针、红外光谱仪、紫外—可见分光光度计等仪器设备,对洛南秦紫玉的玉石学特征、显微结构、矿物组成、化学成分以及谱学特征进行了详细研究。结果表明:秦紫玉主要有红色、紫色、绿色及浅黄绿色四种颜色,微透明—半透明,玻璃光泽,折射率1.53～1.55,相对密度2.64～2.66。隐晶质结构,主要组成矿物为粒径5～20μm的他形粒状石英,含量大于90%,次要矿物包括赤铁矿、针铁矿、绿泥石、云母、埃洛石等,还有少量的无定形水合氧化铁等铁质化合物。粒径1～10μm的赤铁矿、针铁矿及无定形水合氧化铁等红褐色铁质化合物呈点状、浸染状无规则分布在石英颗粒之间,其w(FeO)约84.39%～87.08%,含有10%左右的水,是引起玉石红色的主要原因;不同色调的绿色是由玉石中均匀分布的大小约10μm的片状绿泥石和细小鳞片状绢云母(约2～10μm)所引起,云母、埃洛石等黏土矿物会导致绿色玉石呈现浅黄色调;紫色则是由质量分数0.15%～0.23%的钛和铁取代石英晶体中的硅形成空穴色心而呈色。     

桂林“鸡血红碧玉”的岩石学和矿物学特征及其地质意义

桂林"鸡血红碧玉"是一种石英质玉石,颜色以鲜艳的红色与黑色为主,质地坚硬且耐磨。目前对该矿石的野外产状、地质背景、岩石结构和颜色成因等相关研究报道较少。野外勘察表明,桂林"鸡血红碧玉"矿床位于扬子板块与华夏板块交界处,产于广西北部龙胜地区新元古界丹洲群三门街组经含铁氧化物浸染的汽水热液浅变质砂岩中,其形成过程受到了新元古代-三叠纪数次大地构造与岩浆活动的影响,成因复杂。本文利用偏光显微镜和X射线衍射分析等手段,对桂林"鸡血红碧玉"的成分进行了深入研究,结果表明桂林"鸡血红碧玉"主要矿物组合为石英和赤铁矿,部分样品中含有白云石。石英呈现他形等粒结构和自形变斑晶结构;自形石英颗粒中可见加大边,指示后期经历过变质交代作用。赤铁矿在样品中呈现3种形式产出:1呈单晶形式产于石英颗粒的粒间与晶内;2呈点尘状包裹于石英颗粒中;3呈浸染状分布于石英颗粒间隙。赤铁矿中铁离子为红色致色原因。电子探针分析显示,浸染状和单晶赤铁矿中铁含量高达78.9%~85.6%;点尘状赤铁矿由于颗粒细小,难以精确分析其铁含量。结合石英和赤铁矿发育期次,认为"鸡血红碧玉"中不同形态的石英和赤铁矿的产出与区域地质演化背景相一致。     

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。     

“红碧石”的宝石矿物学特征

近年来,珠宝市场上出现了一种商业名称为"红碧石"的玉石,因其外观,特别是红色的体色与南红相近,常被作为南红的仿制品进行出售。本文采用常规宝石学测试、红外光谱、激光拉曼光谱、X射线粉晶衍射、紫外-可见、近红外光谱等方法,对"红碧石"样品的宝石矿物学特征进行研究。结果表明,"红碧石"整体呈现弱-中等玻璃光泽,折射率范围为1.53~1.54,摩氏硬度为6~7,与石英质玉石基本一致。红外光谱、激光拉曼光谱、X射线粉晶衍射的测试结果表明:"红碧石"的主要组成矿物为石英,次要矿物为赤铁矿和钙铁榴石。近红外光谱中5166~5200 cm~(-1)和4322 cm~(-1)附近的吸收指示了其中分子水及-OH的存在。对紫外-可见-近红外光谱进行一阶求导分析,"红碧石"样品均显示576 nm处赤铁矿的主峰,表明"红碧石"为赤铁矿致色。     

桂林鸡血玉的致色机理研究

借助偏光显微镜和X射线粉晶衍射仪、电子探针、紫外-可见-近红外分光光度计等现代仪器设备,对桂林鸡血玉的显微结构、矿物组成及致色机理进行分析和探讨。桂林鸡血玉的颜色多样,包括红色、"红血黑地"、黄色、紫色和绿色5大系列。玉石主要为他形等粒变晶结构,部分区域可见变斑晶结构,主要矿物为微晶质—隐晶质石英,次要矿物主要为赤铁矿,部分玉石中还有少量的绿泥石、滑石甚至白云石等,w(SiO2_)介于94.92%到99.65%之间。不同形态的赤铁矿及其他矿物杂质是引起玉石颜色多样性的主要原因,[FeO_4]~(4-)空穴色心对可见光的选择性吸收使玉石呈现紫色。鸡血玉的红色与细尘状赤铁矿密切相关,细尘状赤铁矿越密集玉石的颜色越深,细尘状赤铁矿含水时鸡血玉的红色较为鲜艳;不同色调的黑色鸡血玉主要由鳞片状赤铁矿或集合体磁铁矿致色;黄色主要由氧化铁的含水矿物——针铁矿所引起,且随着鳞片状赤铁矿含量的增加,颜色逐渐偏向于橙黄色;不同色调的鳞片状绿泥石是玉石呈绿色的根本原因,滑石和白云石对玉石的颜色没有直接的影响,但它们的存在使玉石的光泽变暗、透明度降低。     

福建寿山石“月尾紫”的矿物学特征研究

针对采自福建寿山地区的寿山石“月尾紫”品种进行了光学显微镜、X射线粉末衍射、拉曼光谱和扫描电子显微镜等仪器的系统分析测试。结果显示,“月尾紫”呈显微微晶结构,主要矿物组成为地开石,基质中可见大量的紫红色矿物赤铁矿。赤铁矿呈浸染状分布,是致使“月尾紫”整体呈现紫色的原因。由于赤铁矿本身色调和富集程度不同,导致“月尾紫”的紫色调有深有浅,同时由于赤铁矿浸染分布于地开石颗粒间,使得“月尾紫”呈现不透明状。扫描电子显微镜下可见地开石颗粒主要呈假六方板状,棱角清晰,厚度均匀,呈叠瓦状、书册状排列,能谱测试结果显示扫描电子显微镜下微米级球状矿物颗粒为二氧化硅。     

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。     

中国泥盆纪鲕铁石沉积环境、成因

中国泥盆纪鲕铁石分布在华南的云南、四川、贵州、广西、湖南、江西、湖北等7个省(区)。鲕铁石结构有鲕粒、假鲕粒、凝胶团粒。鲕粒一般有环带、有核心,也有仅有环带、无核心的鲕环2-3层,少数数十层。鲕粒环带、团粒一般为自形晶微粒赤铁矿、绿泥石、菱铁矿,含少量粘土矿物及其他自形品矿物。核心为石英碎屑,或铁矿物碎屑。鲕粒间基质自形晶矿物、粘土矿物及其碎屑矿物。以接近封闭的浅水泻湖环境沉积最好(占鲕铁石总储量60%),以河口三角洲砂坝沉积最差(占4.2%)。鲕铁石是海水中胶体沉积的,当海水有一定能量时,铁质围绕碎屑物或铁矿物碎屑转动沉积鲕粒环带,铁质也可围绕先凝聚的铁矿物转动沉积无核心的环带。当海水能量低时形成凝胶团粒。     

石英质玉石的颜色分布及其微量元素分析

石英质玉石已成为国内玉石市场上的新宠,其丰富多变的颜色是影响石英质玉石价值最主要的因素,但目前对石英质玉石的致色矿物及颜色形成机理未有深入研究。本文以安徽霍山、云南龙陵地区多种颜色的石英质玉石为研究对象,采用高分辨率显微镜、X射线荧光光谱仪、高分辨电感耦合等离子体质谱仪等仪器设备,对其颜色分布状况、主量元素和微量元素分别进行了定量测量,并对石英质玉石的颜色成因及影响因素等进行了分析。研究结果表明,以针铁矿为主要组成的铁质致色矿物质赋存于黄色石英质玉石的裂隙及石英颗粒之间,黄色石英质玉石的颜色为次生色。本次研究对石英质玉石的综合利用具有指导意义。     

四川龙门山马角坝组铁质鲕粒成因及沉积环境

本文应用显微镜和扫描电镜对下石炭统马角坝组顶部的铁质鲕粒的研究发现:铁质鲕粒由核心和同心圈层组成,核心成分主要是赤铁矿碎屑和石英颗粒,圈层厚度较小,整体呈胶状形态,由赤铁矿围绕核心呈致密板状平行排列,整体上结构一致;铁质鲕粒是在适合的pH、Eh条件下,大量铁质围绕石英碎屑或矿物碎屑转动时胶体沉积形成的,沉积环境为潮间-潮下的浅水动荡环境,是大规模海退暴露后海平面初始上升期的产物。     

巫山县桃花赤铁矿地质特征及成因探讨

巫山县桃花赤铁矿含矿层为上泥盆统黄家蹬组,矿体呈层状-似层状分布于贺家坪背斜轴部及两翼.矿石颜色为紫红色和深紫红色,以豆状结构、鲕状结构和砂状结构为主,发育块状及条带状构造.矿石矿物以赤铁矿为主,次为菱铁矿,平均含量为90%;脉石矿物有石英、水云母、胶鳞矿、鲕绿泥石、方解石等.矿石单样品TFe为25%～56.80%,平均TFe为43.58%.矿石有害成分S质量分数低(0.05%～1.3%),P质量分数较高(0.5%～1.1%).综合赤铁矿地质特征及区域古地理分析,桃花赤铁矿为渝东-鄂西地区晚泥盆世海相沉积赤铁矿,矿床类型属"宁乡式"铁矿床.赤铁矿形成于半封闭的、氧气充足的湿热古内陆海盆近岸处,古海盆附近的古陆风化壳为威矿物源区.风化剥蚀作用形成的陆源碎屑物质经流水带入海盆.海水中的铁质胶体在充足的沙粒和适合的水动力条件下以胶体化学的方式形成赤铁矿鲕粒,赤铁矿鲕粒在强烈搅动环境中搬运和富集,最后在晚泥盆世黄家瞪期就位于近滨相至远滨相上部.     

云南保山南红玛瑙矿物学特性及致色机理探究

通过光学显微镜、X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、电子探针等测试分析手段对云南保山南红玛瑙的岩相学、矿物组成、化学成分等进行了系统研究,在此基础上进一步通过扫描电镜、X射线能谱元素面扫描、激光共聚焦显微拉曼分析了南红玛瑙致色矿物形貌、元素分布及矿物物相构成。研究结果表明,保山南红玛瑙主要矿物为石英(95%,质量分数),主要结构为粒状结构和纤维结构,次要矿物为斜硅石及方解石等,并含有吸附水和结构水两种状态水。致色矿物主要以小于1μm球状矿物颗粒、2~10μm絮状似球状集合体、针状矿物颗粒和不规则形态矿物集合体这4种类型存在,元素分析显示其为含铁矿物。显微拉曼进一步确认南红玛瑙的颜色是由含铁矿物所致,其中红色致色主要为赤铁矿,黄色致色主要为针铁矿,铁矿物的具体存在形式及其分布方式对南红玛瑙的价值具有决定性作用。本工作为南红玛瑙矿物学特性以及致色机理研究提供了有价值的参考信息,对完善其知识体系和推动南红玛瑙文化有重要意义,同时对借助共聚焦显微拉曼等微区表征技术推动宝玉石研究提供了新思路。     

山东临朐红丝砚石的矿物学特征研究

本文采用薄片观察、红外光谱、X射线粉晶衍射、电子探针等测试手段,对山东临朐红丝砚石的矿物学、谱学特征进行了研究.结果显示,红丝砚石的主要矿物组成为微晶方解石,次要矿物为石英、白云石,含少量赤铁矿、金红石、白云母.铁矿物以赤铁矿形式存在,是引起红丝砚石颜色差别的主要因素.红丝砚石杂质,民间俗称为石眼、石筋、墨雨,其主要矿物仍为碳酸盐矿物,并含有少量石英,微量矿物的不同造成了杂质的外观差异.根据矿物组成,对红丝砚石进行了岩石学命名和英文命名.     

高纯石英矿物资源工程研究

高纯石英是世界稀缺和我国短缺的高技术战略矿物资源,是石英晶格Al杂质的质量分数≤30×10-6的天然矿物,晶格Al及其他粒内杂质元素有均匀、非均匀,环带三种分布形式,其含量和分布形式是决定产品纯度及提纯工艺限度的根本因素。无同期伴生金属矿化是高纯石英矿床成矿的必要条件,预测和寻找大型高纯石英矿床可类比美国伟晶白岗岩型矿床。高纯石英矿物工程前沿技术是除高杂石英、除粒内杂质及粉碎整形。国家主导大型高品质高纯石英矿床预测找矿是发展我国高纯石英产业的关键。     

含煤地层中石英组构的成因与意义——实例与实验研究

根据我国东部煤田一些实例和高温高压变形实验模拟结果表明,含煤地层中石英C-轴组构普遍具有稀疏小圆环带型式,其环带轴具有显著的应力指向意义。稀疏小圆环带型式组构的形成与石英底面滑移系的运动有关,是点极密型式的过渡状态,与石英颗粒的塑性应变量较小有关。造成含煤地层中石英颗粒塑性应变量较小的原因,除构造变形强度较小外,还与岩石中普遍存在软弱矿物有关。软弱矿物的存在吸收了大部分塑性应变      

含煤地层中石英组构的成因与意义

根据我国东部煤田一些实例和高温高压变形实验模拟结果表明,含煤地层中石英C-轴组构普遍具有稀疏小圆环带型式,其环带轴具有显著的应力指向意义。稀疏小圆环带型式组构的形成与石英底面滑移系的运动有关,是点极密型式的过渡状态,与石英颗粒的塑性应变量较小有关。造成含煤地层中石英颗粒塑性应变量较小的原因,除构造变形强度较小外,还与岩石中普遍存在软弱矿物有关。软弱矿物的存在吸收了大部分塑性应变。     

含铁建造的古环境分类

术语本文所采用的"铁岩(ironstone)"这一术语是指含铁15%以上的化学沉积岩."含铁建造(iron formation)"是指主要由铁质岩组成的、最上层和最底层均为铁质岩的可在地质图上标示出的岩石单元.化学沉积岩限于其体积占50%以上的无机和(或)有机化学沉淀物,这些沉淀物来自地表水体和(或)那些沉淀物的成岩交代产物.铁质岩可由主要的富铁和贫铁矿物来修饰,如:条带状菱铁矿-燧石铁岩和鲕状赤铁矿-石英铁质岩,其中"燧石"包括重结晶燧石,     

五颜六色的黄龙玉及致色机理

黄龙玉是微晶质石英集合体。扫描电镜对黄龙玉石英晶间黏土矿物形成分析和能谱组分分析,表明石英晶间主要是胶状褐铁矿和泥质伊利石,黄龙玉石英微晶间充填物的种类、含量决定黄龙玉颜色。褐色胶状褐铁矿使玉石多呈红色调,黄色胶状褐铁矿物与伊利石混合物使黄龙玉呈浅橙色或黄色,黑色泥质伊利石黏土矿物使玉石带青、灰、黑等色调。黄龙玉中常见的"金砂"是玉石中含有自形黄铁矿而成,如果黄铁矿细小并沿层理分布,也会使黄龙玉呈现黑色。沿黄龙玉裂缝面树枝状分布的氧化锰构成了黄龙玉中的"水草"。充填物的含量一方面决定黄龙玉色的深浅,另一方面还影响着黄龙玉的透明度。充填物含量高,黄龙玉色深,透明度差;充填物含量低,黄龙玉色浅,透明度好;不含充填物就形成了透明的白色黄龙玉。     

黄绿色明矾石玉的矿物学特征及颜色成因研究

黄绿色明矾石玉作为近年来市场上新出现的玉石品种,目前有关其宝石矿物学特征的研究相对不足,为其科学鉴定和质量评价造成一定困难。为此,本文采用红外光谱、X射线粉晶衍射、拉曼光谱、扫描电镜、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱及紫外可见光谱等测试技术,从矿物组成、显微结构、化学成分等方面对黄绿色明矾石玉进行系统研究,并分析其颜色成因。结果表明:黄绿色明矾石玉的主要矿物组成为明矾石,未见其他矿物成分;玉石整体呈隐晶质结构,粒尺寸小于5μm,这是样品呈现细腻玉石质感的主要原因,但由于缺少如纤维状或鳞片状交织结构,韧性相对较差;黄绿色明矾石玉主要化学成分为O、Al、S、K,此外过渡金属元素V、Fe、Cr含量较高,平均含量分别为23591.52μg/g、4717.99μg/g、2077.67μg/g,结合紫外可见光谱测试存在的500nm以下和以826nm为中心的吸收,认为其黄绿色形成与V~(3+)、Cr~(3+)和Fe~(3+)进入明矾石晶格中类质同相替代Al~(3+)有关;明矾石玉黄褐色风化皮结构相对较粗,主要组成矿物为明矾石和石英,含少量针铁矿和极少量锐钛矿,其黄褐色主要受以针铁矿为主的表生褐铁矿浸染所致。本研究基本明确了黄绿色明矾石玉的宝石矿物学特征及其致色机理,可为今后该玉石的科学鉴定和质量评价提供数据支持。     

大别山玉的相关特征及形成机制

利用光薄片观察,结合X衍射和化学分析,揭示大别山玉的颜色、光泽及“水草”形成机制.结果表明,大别山玉原生颜色为无色,系石英集合体的自生色;绿色、墨绿色系含一定量的绿泥石所致;白色系孔隙引起的假色.籽料大别山玉的红—黄色系氧化或充填致色,为玉石所含铁质矿物氧化和外来铁质浸润引起;光泽的不同主要由石英粒度引起;“水草”由铁锰质沿裂隙贯入形成.