俄罗斯水热法合成祖母绿的宝石学特征研究

俄罗斯水热法合成祖母绿是珠宝界较关注的产品。选用5粒俄罗斯水热法合成祖母绿样品进行了常规宝石学特征测试、电子探针成分分析、红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱测定。结果表明,俄罗斯水热法合成祖母绿样品以低碱、富Fe与Cr为特征,折射率和相对密度明显偏高,红外吸收光谱特征峰出现在4052cm叫附近;俄罗斯水热法合成祖母绿样品的致色元素为Cr与Fe。同时,对比分析了俄罗斯、桂林水热法合成祖母绿样品和天然祖母绿样品的宝石学特征。     

天然祖母绿与合成祖母绿的成分及红外吸收光谱研究

祖母绿是一种高档名贵的宝石,其矿物学名称为绿柱石,化学成分为铍铝硅酸盐。鉴别天然祖母绿和人工合成祖母绿,已成为祖母绿宝石鉴定中的一个重要课题。文章采用常规宝石学研究方法、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法和红外光谱技术对天然祖母绿(包括哥伦比亚祖母绿和巴西祖母绿)、合成祖母绿(包括助熔剂法合成祖母绿和水热法合成祖母绿)样品进行了系统的分析和研究。结果表明,天然祖母绿与合成祖母绿的主要致色微量元素Cr的含量越高,祖母绿的绿色越浓艳;天然祖母绿与合成祖母绿的红外吸收光谱特征具有明显的差异;根据祖母绿中是否含水、水的赋存状态以及氯的吸收峰,可作为准确鉴别天然祖母绿和合成祖母绿的重要依据。等离子体质谱法化学成分分析不能确定祖母绿是天然形成还是人工合成,需在常规宝石学检测的基础上,综合研究祖母绿的红外吸收光谱特征及内含物特征,才能准确地鉴别天然祖母绿、水热法合成祖母绿和助熔剂法合成祖母绿。     

水热法合成的一种新型祖母绿宝石学及光谱学特征

水热法是合成祖母绿的常用方法之一,使用该方法合成的祖母绿具有典型“水波纹”状纹理,呈现锯齿状平行排列,且其红外透射吸收光谱在2300～3100cm^-1的特征峰是主要鉴定特征。但目前市场上新出现的水热法合成的一种祖母绿不具有上述典型特征。为探究这种水热法合成的祖母绿的宝石学和光谱学特征,本文采用常规宝石学仪器宝石显微镜、折射仪等及红外吸收光谱仪、紫外可见光谱仪、能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对其鉴定特征进行研究分析。结果表明：测试样品的折射率为1.571～1.588,双折射率为0.007～0.009,相对密度为2.56～2.78,多色性明显,这些特征与天然祖母绿相似,红外吸收光谱特征与天然祖母绿基本一致。在宝石显微镜下,从特定角度观察可见疑似水热法合成祖母绿的“水波纹”状纹理,呈平行状,但不是典型的锯齿状平行排列,属于疑惑样品。红外透射吸收光谱具有Ⅰ型水和Ⅱ型水的尖锐吸收峰,在2300～3100cm^-1范围内的吸收相对较弱,不具有诊断意义;紫外可见光谱分析表明Fe²⁺离子引起的810～850nm吸收宽带不明显,但8...     

巴基斯坦祖母绿的红外光谱和包裹体特征研究

通过宝石显微镜、显微红外、电子探针和拉曼光谱等测试方法对巴基斯坦祖母绿的孔道水和包裹体进行了研究。红外光谱测试可知,巴基斯坦祖母绿中存在Ⅰ型和Ⅱ型水,且Ⅱ型水(5 270、3 600、1 632 cm~(-1))吸收强度远大于Ⅰ型水(1 600 cm~(-1))。流体包裹体以气液两相包裹体为主,常呈拉长状或"卡脖子"状形态,且定向排列,气相包裹体主要成分为CO_2+N_2+CH_4的混合气体,液相主要为水溶液;矿物包裹体主要有菱镁矿、白云石、白云母、石英等。特征包裹体和红外光谱特征有助于鉴定巴基斯坦祖母绿的产地来源。     

澳大利亚孟席斯祖母绿的光谱学特征

采用红外吸收光谱、拉曼光谱、紫外-可见-近红外吸收光谱等无损分析技术,并结合激光诱导击穿光谱和电子探针对澳大利亚孟席斯祖母绿的光谱特征、成分特征和颜色成因进行了研究。红外光谱分析显示孟席斯祖母绿具有[Si_6O_(18)]基团振动特征,其结构孔道中的Ⅱ型水吸收强于Ⅰ型水;拉曼光谱特征峰主要在323 cm、397 cm~(-1)、685 cm~(-1)和1067 cm~(-1),并可检测到142 cm~(-1)和190 cm~(-1)等弱散射峰;紫外-可见-近红外吸收光谱主要由Cr~(3+)、V~(3+)、Fe~(2+)和Fe~(3+)的吸收组成,其中424 nm和611 nm的吸收由Cr~(3+)和V~(3+)联合作用导致,644 nm、661 nm和682 nm的吸收由Cr~(3+)产生。结合Cr_2O_3含量显著高于V_2O_3的化学成分特征,表明孟席斯祖母绿主要由Cr致色。同时将孟席斯祖母绿与云南祖母绿进行对比分析,为孟席斯祖母绿的宝石学鉴定和质量评价提供依据。     

贫碱结构水类型祖母绿红外光谱特征及其控制因素探究

祖母绿红外吸收主要与其硅氧骨干、通道内结构水、相关碱性金属离子和大分子振动有关。国内外相关研究主要集中在峰位归属及谱峰特征对比方面,认为与分子振动和不同类型结构水相关,对更深层的成矿或化学控制因素的研究还较少。本文选取典型4个矿区样品,针对贫碱结构水(Ⅰ型)特征为主的祖母绿进行了近、中红外光谱测定,在此基础上初步探讨其主要控制因素。结果表明:同为Ⅰ型水主控的不同矿区祖母绿呈现一致特征,若干与结构水、碱性离子及大分子相关吸收具有稳定峰位、近似的相对峰强和峰形的特征。分析发现:祖母绿红外谱带特征直接受控于通道中结构水的占位方向和比例,进一步与祖母绿成矿元素Al~(3+)的类质同象替换相关,主要受(Mg~(2+)+Fe~(2+))离子浓度影响,当其浓度较低时,类质同象替换程度较低,祖母绿结构水占位主要表现为Ⅰ型水特征,其相关元素特征表现为高Si、Al,低Mg、Fe,总体贫碱,对应相应的典型红外特征,指示化学离子浓度与红外谱学特征之间的关系。研究过程表明红外光谱可以辅助对Ⅰ型水祖母绿产地的鉴定和成矿环境的认知。     

太行山西麓闪长岩的特征及矽卡岩型铁矿富集规律的探讨

在大行山西麓有一系列的闪长岩分布,其特点有二:第一,化学成分相当于基性岩类;第二,伴有矽卡岩型富铁矿。本文试就历年来所收集的资料,对本区闪长岩的特征及铁矿富集规律问题,做一初步探讨。     

天然宝石和合成宝石的鉴别标志

宝石可分为四类:天然宝石(包括处理宝石)、合成宝石、人造宝石和假宝石。自然界中已发现的矿物约3100种,可作为宝玉石的天然矿物有230种(包括它们的种、变种、族).比较重要的近百种,如钻石、红蓝宝石,祖母绿、海蓝宝石、紫晶、翡翠、绿松石等。合成宝石是一种与天然矿物相应的人工复制品,具有相同的化学成分和物理性质。主要种类有合成的钻石、红蓝宝石、祖母绿、尖晶石、绿松石、黄玉、水晶、蛋白石、孔雀石等.     

祖母绿水热法生长工艺对比及进展

祖母绿是古今中外最受人们所喜爱的四大名贵宝石（钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿）之一,是绿色宝石之王。近年来的晶体学研究又证实,它可以作为一种优秀的可调谐激光晶体。由于自然界中高档祖母绿十分稀少,价格昂贵,因此祖母绿的人工合成受到广泛关注。世界上第一个利用水热法成功地合成出祖母绿并达到了商业性生产的是澳大利亚化学家ＪｏｈａｎＬｅｃｈｌｅｉｔｎｅｒ,他在１９５９年至１９７２年期间一直在生产,产品名称为“Ｌｅｃｈｌｅｉｔｎｅｒ”或“Ｅｍｅｒｉｔａ”或“Ｓｙｍｅｒａｌｄ”［１］;１９７１年澳大利亚的Ｂｉｒ…     

成因矿物学研究在宝石学中的应用

成因矿物学的许多理论,如矿物的物理性质标型、矿物化学成分标型、矿物包裹体成分标型等都已经渗透到了宝石学研究的各项工作中,这些理论为鉴定天然宝石与人工宝石、鉴定宝石是否经过处理以及进一步鉴定天然宝石的成因和产地提供了重要的思路和依据,并且对宝石的优化与合成有着重要的指导作用.本文在总结与分析前人研究成果的基础上,根据某些常见宝石的鉴定特征(如钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿以及其他一些常见宝玉石等),归纳和阐述成因矿物学研究在宝石学中的实际应用.     

安徽殿庵山绿松石的宝石学特征研究

安徽省殿庵山地区绿松石属于新近发现的小规模开采的玉石资源。采用电子探针、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外一可见光谱仪等测试方法,重点就该地区绿松石的化学成分、矿物组成、微结构、红外吸收光谱、紫外一可见吸收光谱等特征进行综合对比研究。结果表明,该地区绿松石的化学成分以贫Si、相对富Fe为特征,随着FeOT／CuO比值的递增,绿松石色调由蓝逐渐变绿。该类绿松石以结核状、细脉状产出,主要为微晶和鳞片状结构,部分为放射纤维状结构、团粒状结构及皮壳状结构。该类绿松石孔洞内微晶普遍发育,主要以毛发状、微针状、短柱状及板片状相互交织结晶生长,殿庵山绿松石整体显示风化淋滤型矿床所特有的特征。笔者对绿松石的颜色成因及矿床成因进行初步探讨。     

巴西绿欧泊的宝石学特征

近期国内珠宝市场上出现一种产自巴西的绿欧泊,该类绿欧泊表现出的宝石矿物学特征与传统的欧泊有着明显差异。采用常规宝石学测试手段,并结合电子探针、X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、红外吸收光谱、紫外吸收光谱等测试分析方法,就其化学成分、物相、微结构、谱学特征及颜色成因等问题展开初步研究。结果表明,巴西绿欧泊的主要矿物组成为蛋白石,含不等量的α-方石英和α-鳞石英等次要矿物,整体呈不规则胶柬状结构,局部微波纹理发育;该类欧泊主要由直径约10～30nm的SiO2球粒聚集而成;由H2O和M—OH倍频振动致近红外吸收谱带位于7000cm-1处,由H2O合频振动致近红外吸收谱带分别位于5200,5612cm叫处,由M—OH与[SiO4]合频振动致近红外吸收谱带位于4600-4100cm-1范围内。笔者还对巴西绿欧泊的呈色机理一并给予了探讨。     

俄罗斯高温高压处理钻石特征

采用显微观察、红外光谱、可见吸收光谱和低温光致发光谱等分析方法,对9颗俄罗斯高温高压处理钻石样品进行了研究。结果表明,该类钻石样品的内部多见石墨化现象,尤以彩色钻石样品更明显;金黄色、紫红色、黄绿色样品为ⅠaAB型,浅黄色样品为ⅠaB型,近无色样品为Ⅱa型;样品的可见吸收光谱因颜色不同而差异显著,其中金黄色样品可见475 nm处的吸收宽带,紫红色样品可见638,614,595 nm处的吸收峰,黄绿色和浅黄色样品可见415,475,503 nm处的吸收峰,近无色样品则为较光滑的平直曲线。此外,该类样品在低温光致发光谱中可见575 nm与637 nm处强发光峰。这些特征为探讨该类钻石的晶格缺陷与呈色机理提供了一定的科学依据。     

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。     

CVD合成钻石的层状生长结构和紫外荧光特征

最近NGTC实验室检测出多批次CVD合成钻石,这些CVD合成钻石均具有明显的鉴定特征,使用钻石观测仪（DiamondViewTM）观察可见蓝色、橙红色荧光和蓝色磷光以及细密层状生长纹理,光致发光光谱中可见737 nm处的特征发光线.这些特征均与其生长结构及生长过程中进入钻石晶体中的杂质有关.笔者以最近检测过程中发现的一颗CVD合成钻石为例,使用高倍率显微技术对其层状结构的微细特征及其在钻石观测仪下的荧光特征的关系进行了详细观察和对比.结果显示,此样品与之前检测到的CVD合成钻石略有差异.此次检测到的样品在钻石观测仪（DiamondViewTM）下观察具有较宽的层状生长分区,层与层之间的分界线十分明显且在高倍显微镜下也可见到细微的生长特征.通过对样品特征的分析,了解了晶体生长过程中多阶段生长条件的变化,更直观的展现了CVD合成钻石的生长过程.     

红外光谱和拉曼光谱在热处理海蓝宝石鉴定中的应用

在适当的热处理条件下,黄绿色绿柱石能够转变为理想颜色的海蓝宝石。天然海蓝宝石与热处理海蓝宝石的价格差异较大,因此探索热处理海蓝宝石的诊断性鉴定特征就显得十分必要。对不同温度下热处理海蓝宝石进行傅里叶变换红外光谱和激光拉曼光谱的测试分析,结果发现,当热处理温度超过400℃后,随着加热温度的升高,在红外光谱中由[Fe2（OH）4]2＋伸缩振动gI起的3233cm叫处吸收谱峰明显减弱,直至消失。5268cm叫附近由水伸缩和弯曲振动}I起合频区的吸收带由尖峰变得宽缓;8700,6818cm叫两处水吸收峰的相对强度也随着加热温度升高而减弱。热处理海蓝宝石Si-0-Si伸缩振动产生的在682,3604cm叫处的拉曼光谱谱峰强度随着加热温度升高逐渐减弱,1070cm“处的拉曼峰强度明显降低。经700℃加热后,拉曼光谱基线明显向上方漂移。这些光谱特征变化对热处理海蓝宝石的鉴定有重要意义。     

福建明溪蓝宝石的谱学特征及颜色成因

采用颜色测量、紫外-可见光谱、红外光谱等方法对福建明溪蓝宝石进行的研究表明,明溪蓝宝石颜色蓝中带黄,二色性强。紫外-可见吸收光谱中377,388和451nm吸收带较强。这些吸收带是Fe3 的d－d和Fe3 —Fe3 ,交换相合离子间的电子跃迁引起的。810nm带存在于各色蓝宝石中,强度变化较大,有时伴随有510nm吸收带。它是由Fe2 —Fe3 电荷转移形成的。570nm吸收带只出现在蓝色或绿色的蓝宝石中。结合蓝宝石红外33loom－‘吸收带与宝石颜色之间的关系,笔者将570nm吸收带归属于H、Fe、Ti构成的致色缺陷团。这一研究结果对蓝宝石呈色机理的进一步研究和宝石的合成等具有重要意义。     

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。