彩色电气石致色离子的化学状态研究

为探究不同颜色电气石中致色元素的化学状态及其化学环境,利用X射线光电子能谱方法对绿色调（墨绿色、蓝绿色、淡绿色）和粉红色调电气石样品进行分析。结果表明,绿色调和粉红色调电气石样品中均含有少量的过渡金属离子,如Fe,Mn,Ti,Cr,且不含Li和Be。不同颜色的电气石晶体中过渡金属阳离子的化学状态相同,且分别为Fe3＋,Mn4＋,Ti4＋,Cr3＋,但其与阴离子配位的环境有所差别。绿色调电气石样品中虽然Fe的质量分数有较大的差别,但均有部分Fe元素与F结合,即占据晶体结构中的Y位;粉红色电气石样品中,Fe离子没有与F形成配位,仅占据结构中的Z位。相反,在粉红色电气石样品中,Mn主要与F结合配位的方式存在,占据结构中的Y位,而绿色调电气石样品中大部分的Mn与O配位成键,只有少部分的Mn与F结合配位。由于Fe3＋,Mn4＋离子对之间电荷转移的可能性不大,故电气石的颜色可能主要由于d—d电子跃迁和氧与金属离子（O2--M）间电荷转移吸收引起,尤其是由于化学环境的差异（包括配位阴离子种类、杂质缺陷、结构畸变等）所引起。     

云南祖母绿的矿物学特征及开发利用前景

云南麻栗坡祖母绿晶体粗大,颜色呈黄绿至翠绿色,少数呈蓝绿色。其钒含量（Ｖ２Ｏ３为０．０８％～１．８３％）,明显高于世界上其它产地的祖母绿。光吸收谱研究表明其颜色是由Ｃｒ３＋、Ｖ３＋、Ｆｅ２＋及Ｆｅ３＋过渡金属离子综合作用引起的。云南祖母绿开发前景可观,是一种很有价值的宝石和矿产资源。     

不同颜色翡翠的微量元素及红外光谱特征

不同颜色翡翠的能谱分析结果及紫外可见光谱特征表明；白色翡翠含有Fe,但Fe^3 不能使翡翠产生颜色；Mn可能是紫色翡翠的致色元素；蓝色翡翠较紫色翡翠含有S及较多的Ca、Fe、Mg和较少的Mn，Fe、Mg可使紫色翡翠带蓝色色调；灰绿色翡翠较绿色翡翠有较多的Ca、Fe、Mg和极少的Cr。同时，分析对比了不同颜色A货翡翠和优化处理翡翠的红外光谱特征。     

热处理红-黄色翡翠的红外光谱分析

红-黄色翡翠是否经过热处理,其价值相差悬殊。随着市场对红-黄色翡翠的需求增加,鉴别其是否经过热处理是目前宝玉石鉴定的难点和热点问题。通过加热实验,利用红外光谱测试技术对加热前、后的红-黄色翡翠样品的红外光谱进行对比分析。结果表明,加热前、后的红-黄色翡翠样品的红外光谱具有不同的特征,主要表现为硬玉结构中OH的四组吸收峰强弱的变化：（1）吸收峰的强变化是在3 000～4 000 cm-1之间的峰型从加热前呈U型到加热后呈V型;（2）吸收峰的弱变化则是谱线略有改变,出现3 622～3 628 cm-1或3 670 cm-1附近的吸收峰,这些特征可作为红-黄色翡翠是否经过加热处理的辅助性诊断指标。     

一种仿黑色翡翠的黝帘石玉

随着翡翠价格的不断攀升,市场上可作为仿翡翠的玉石种类也越来越多。利用宝石显微镜、折射仪、静水称重法、红外光谱仪对一批外观与黑色翡翠相似的样品进行测试分析,结果显示,样品外观颜色呈黑色,略带淡绿色,玻璃光泽,放大观察为柱粒状结构,折射率为1．71（点测）,相对密度在3．34～3．42之间变化,红外光谱显示为黝帘石谱峰,初步鉴定其主要矿物组成为黝帘石。进一步通过偏光显微镜、X射线粉末衍射等测试方法研究分析得出,这批具有黑色外观的样品为单一的黝帘石矿物集合体。通过对其颜色、光泽、结构、折射率、密度、红外光谱以及偏光显微镜、XRD测试的对比,可将这种黑色样品与黑色翡翠区分开,并能确认其为黝帘石玉。     

Si^4＋及过渡金属离子在蓝宝石呈色中的作用——数学分析法在离子致色研究中的应用

理想晶体（包括蓝宝石）的颜色与占据其晶格的微量过渡金属元素的种类及含量有直接的关系。玄武岩产状的蓝宝石中含有多种微量元素，这些元素是蓝宝石致色的直接因素。本文通过研究发现，每种微量元素均对可见光的特定波段产生不同程度的吸收，其中，Fe^3 ,Si^4 是使蓝宝石呈现蓝色的主要离子，Cr^3 离子可使蓝宝石呈橙和绿色，Mn^4 离子可使蓝宝石呈黄色，Co^2 离子也可使蓝宝石呈蓝色。本文还做出了蓝宝石中每种微量元素对可见光的特征吸收图即波长－吸收系数图，与分子轨道理论值吻合，把蓝宝石中各离子对可见光的吸收位置和相对吸收强度统一起来。     

“新型”处理翡翠（注蜡）实验及鉴定

近年来,翡翠市场上出现了一种“新型”处理翡翠（注蜡）。这种注蜡翡翠与未注蜡翡翠在肉眼上无明显差别,且结构未遭到破坏,但在紫外荧光灯下和红外光谱中有异常现象。这对实验室检测定名及销售市场产生了很大的困扰。为此,在对“新型”处理翡翠（注蜡）实验研究的基础上,采用宝石学常规检测、高倍率放大观察和光谱学测试对30件注蜡前、后的翡翠样品进行了综合研究。结果显示,肉眼（放大）观察时,这种注蜡翡翠的颜色、结构基本未遭破坏,但在紫外荧光灯和DiamondViewTM下具有蓝白色荧光,红外光谱中具有2850,2920,2956cm-1处的强吸收峰。根据“GB／T16553-2010”《珠宝玉石鉴定》中翡翠优化处理定名的相关规定,本研究的注蜡翡翠应定名为翡翠。     

绿色翡翠同色异谱的色度学特征及评价

翡翠颜色随外界环境的不同而有所变化，通过引入同色异谱概念，对绿色翡翠的颜色进行定量计算。实验表明：更换照明光源后求得的不同样品间的同色异谱指数Mt有很大差别，而同一样品颜色的主波长值也会相应变化，颜色变化程度低的易成为优质翡翠。提出，可将同色异谱作为衡量翡翠优劣的一个定性指标，用以指导绿色翡翠的鉴定、评价，指出同色异谱方法更适用于优质翡翠的评估。     

青田石“灯光冻”品种的宝石矿物学特征及其成因

采用X射线粉末衍射和电子顺磁共振等方法,对青田石中的珍贵品种＂灯光冻＂样品进行了研究。结果表明,＂灯光冻＂样品的矿物组成为叶蜡石,多型特征为2M型,含极少量的1TC型;其结构有序度高,化学成分表现为贫Al、富Si型,边缘部位具有石英化迹象。＂灯光冻＂样品中的Fe3＋呈八面体占位,与Ti4＋,Si-O--Al空穴心共同致色。＂灯光冻＂样品中的叶蜡石晶体呈不规则叶片状,大小较均一,呈弯曲片状集合体结构。     

氢气还原处理对天然金红石可见光吸收的影响机制

天然半导体矿物金红石因结构中含有类质同象替代杂质元素V和Fe,具有一定的可见光吸收和光催化活性。为改善金红石的日光光催化性能,在H2还原气氛下,对天然金红石粉末进行500～900℃不同温度的热处理改性研究。紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-Vis diffuse reflectance absorption spectra）表明H2还原处理显著改善了金红石在可见光区460～750 nm波段的光吸收,其中900℃处理样品的光吸收提升最为明显。电子顺磁共振（EPR）和X射线光电子能谱（XPS）测试表明,随着还原温度升高,杂质元素V和Fe从高价态（V5＋,Fe3＋）向较低的价态（V4＋,V3＋,Fe2＋）转化,同时金红石表面的化学吸附水含量也有所增加。本文认为H2还原热处理引起的过渡金属元素价态的改变,尤其是较低氧化态V离子（V4＋和V3＋）的形成,可能是导致金红石样品可见光吸收显著增加的主要原因。     

基于现代测试技术的钠长石玉矿物组成研究

虽然目前普遍认为钠长石玉的主要矿物组成是钠长石、阳起石、绿泥石、绿帘石、石英等,但仍有待验证.参照行业中对翡翠种的划分,将市场上常见的钠长石玉进行分类,通过偏光显微镜观察、电子探针测试、X射线粉末衍射仪等测试方法对钠长石玉的矿物组成进行了测试与分析,得出钠长石玉的主要组成矿物、次要矿物及副矿物.对一些学术著作中关于钠长石玉的矿物组成钠长石玉中“飘蓝花”品种的致色矿物是绿泥石和绿帘石提出质疑,结果表明,钠长石玉中“飘蓝花”矿物为绿辉石和角闪石.X射线粉末衍射试验的分析表明钠长石的有序度为1或非常接近1,为完全有序或非常接近完全有序的钠长石,说明钠长石玉的形成温度很低.     

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。     

辽宁宽甸绿色云母玉的宝石学特征及颜色成因探讨

近期,笔者获得来自辽宁东部宽甸地区的绿色玉石,为研究该样品的宝玉石学特征及其颜色成因,采用常规的宝石学鉴定方法及偏光显微镜、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、X射线荧光光谱仪、光纤光谱仪等测试仪器,对其进行了宝石学、矿物学、光谱学特征及主要化学成分和微量元素的研究。结果表明,该玉石的主要矿物组成为白云母,质量分数达98%以上,具鳞片变晶结构,少量的红色矿物为金红石;Cr3＋类质同象替代白云母中的Al3＋是该样品产生绿色的主要原因,依据国家珠宝玉石名称的标准,应将该样品定名为云母玉。     

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。     

石英-钠长石玉的宝石学特征

钠长石玉是常见翡翠仿品之一,常与辉石类矿物共生形成不同组合的玉石品种.本次检测的样品为新的钠长石玉石品种,实验中采用常规珠宝检测设备、傅里叶红外光谱仪（FTIR）及X射线能谱仪（EDS）对样品的矿物组合进行分析.结果表明,样品的主要成分为钠长石与石英,白色部分为较纯净的石英,蓝绿色部分为钠长石,由于石英的质量分数超过了一定的范围,因此定名为石英-钠长石玉.在日常检测中,由不同矿物组成的样品检测及定名要加以注意.     

一种新型南非紫色玉石的矿物学特征研究

为探究南非最近产出的一种新型紫色玉石的矿物学特征及颜色成因,对其进行了常规宝石学特征测试,并采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等仪器对其矿物组成、结构特征、化学成分和致色元素进行了研究。常规宝石学测试结果表明,该玉石折射率为1．54（点测）,相对密度为2．1-2．2,摩氏硬度为1-2。XRD分析结果表明样品主要矿物组成为鳞镁铁矿,呈紫色,次要矿物成分为利蛇纹石,呈褐绿色;SEM分析结果显示鳞镁铁矿大多为集合体,主要以鳞片状和纤维状两种集合体形式存在,能谱分析（EDS）结果显示紫色部分主要化学成分为Mg,O,C,Fe,Cr等,佐证了紫色部分为鳞镁铁矿;UV-Vis结合EDS分析结果显示,鳞镁铁矿的紫色可能由Cr致色引起。     

青海翠青玉的宝石学特征及颜色研究

软玉的颜色品种多样,其中翠青玉作为青海三岔河的一个特殊颜色品种受到市场上的追捧。为了研究翠青玉的主要成分及颜色成因,选取多个具有渐变色的代表性样品,分别对其运用红外光谱仪、拉曼光谱仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、USB2000光纤光谱仪进行了测试,通过红外、拉曼光谱发现翠青玉由透闪石组成,ICP—MS的成分测试结果显示该样品的翠绿色与Cr抖离子的质量分数呈正比,USB2000光纤光谱仪显示翠青玉中翠绿色部分的主波长在557nm附近,并且吸收光谱表现为橙黄区与蓝紫区的吸收,通过一系列的实验数据对翠青玉中致色离子的占位情况进行了相关讨论,并分析该离子来源于成矿母体中的基性岩浆岩。     

广东乳源彩石的矿物学特征及颜色成因研究

乳源彩石是具有华丽色彩的一种观赏石.采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、红外光谱仪以及X射线粉末衍射仪等测试手段对4块乳源彩石标本的显微结构、矿物组成和化学成分等进行测试与分析.结果表明,这些乳源彩石具有变粉砂结构,主要由石英组成（占总体质量分数的90％以上）,含少量云母,其它矿物的质量分数低,是一种浅变质的变石英粉砂岩;另外,4块乳源彩石样品的结晶度指数相近,结晶度指数最高的绿色样品推测是由于其含有后期充填的鲕状矿物导致.最后对乳源彩石样品的颜色成因进行了分析与探讨,认为其颜色为次生色,是由次生矿物组合、交代蚀变和氧化程度的不同而形成的.     

高温高压合成翡翠的溶胶-凝胶法粉料制备的工艺方法探索

采用溶胶-凝胶法合成具有翡翠成分的玻璃料,再对其进行高温高压处理,实现玻璃体向晶质硬玉的转化,从而得到合成翡翠。从金属醇盐浓度、pH值、去离子水的添加量、水浴温度四个方面探讨了最佳凝胶条件。常规宝石学特征测试、偏光显微镜下岩矿薄片分析、X射线粉末衍射和傅里叶变换红外光谱表明,合成翡翠与天然翡翠的常规宝石学性质相近,其结晶矿物为硬玉,样品的结晶转化程度较好,具有硬玉的标准红外特征吸收峰。