一种深绿色翡翠仿制品的宝石矿物学特征

采用常规宝石学仪器、红外光谱、拉曼光谱、X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱和紫外-可见吸收光谱等方法,对一种类似于翡翠的深绿色玉石品种进行了常规宝石学、谱学特征、矿物成分及化学成分的研究。结果显示,该样品的折射率为1.52～1.54(点测),密度约为2.65 g/cm³,其主要矿物组成为石英、钠长石和铬白云母,另含有微量金红石、榍石和磁铁矿。石英的特征红外吸收峰为799和780 cm^-1,钠长石的最强吸收区位于1200～900 cm^-1;钠长石的特征拉曼位移为479、507 cm^-1,石英的最强拉曼位移为463 cm^-1,白云母的主要拉曼位移为263、701 cm^-1。紫外-可见吸收光谱测试表明样品的致色元素为铬。根据岩石分类和命名方案,样品定名为铬白云母钠长石石英岩。     

与翡翠相似的玉石“不倒翁”的矿物学研究

对与翡翠相似的玉石“不倒翁”尚无统一的认识。通过对其外表及镜下特征的鉴别、电子探针矿物成分分析、X光粉晶衍射和红外光谱分析等测试研究表明,不倒翁玉石主要矿物成分为含水钙铝榴石,同时有辉石和符山石矿物组成。含水钙铝榴石呈绿色是因含Cr致色元素所致。     

一种长英黝帘石玉的岩石矿物学研究

采用X射线粉晶衍射、电子探针、化学分析法和傅立叶变换红外光谱等方法,对近来在北京珠宝市场上出现的一种粉白相间的玉石新品种进行了测试,全面分析了这种玉石的结构和成分,并根据硅酸盐体系的物质平衡原理,利用相混合计算(PMC)方法,估算了玉石中主要矿物的含量。结果表明,这种玉石中黝帘石含量占51.9%,钠长石占33.3%,石英14.4%,并含有少量的褐帘石、单斜辉石等矿物。样品中粉红色矿物的红外光谱最强峰位于1110～900cm-1范围内,为快速、方便地鉴定此种玉石提供了参考依据。     

内蒙古阿拉善地区绿色戈壁玛瑙的宝石学特征与致色成因研究

内蒙古阿拉善地区经历数亿年的地质活动,产出颜色丰富且结构致密的戈壁玛瑙。通过常规宝石学测试、偏光显微镜及扫描电镜观察、X射线粉晶衍射、电子探针、红外光谱及紫外-可见光-近红外分光光度计等测试分析方法对绿色戈壁玛瑙的宝石矿物学特征及致色成因进行了深入研究。肉眼观察,阿拉善绿色玛瑙呈深绿色至褐绿色,微透明至不透明,相对密度、折射率、摩氏硬度等均符合石英质玉石的特点。偏光显微镜观察,绿鳞石富集于表层,并向内部呈放射状生长;方解石与石英均为隐晶质结构。扫描电镜观察,绿鳞石呈颗粒状分布于石英及方解石之间。X射线衍射分析结果表明,绿色戈壁玛瑙的物相组成主要为石英、方解石和绿鳞石。电子探针分析结果表明绿鳞石的主要化学组成为SiO₂、FeO、Al₂O₃、K₂O和MgO。红外光谱分析也显示存在绿鳞石对应基团的特征峰。表层绿鳞石在紫外-可见光-近红外分光光度计下显示出Fe²⁺与Fe³⁺的特征光谱,Fe²⁺与Fe³⁺之间的电荷转移是其...     

异极矿热相变过程的高温原位拉曼光谱

利用高温拉曼光谱技术,对异极矿进行了原位拉曼光谱的测试和研究。结果表明,异极矿加热至800 K时,与结晶水(H₂O)中O-H伸缩振动对应的3 470 cm^-1特征拉曼谱峰消失,但标志硅酸盐骨架[Si₂O^₇] (Q1)结构的特征谱峰926 cm^-1未受影响,表明结晶水的丢失并不影响异极矿的整体结构。当加热至1 050 K,反映结构水O-H伸缩振动的特征峰3 580 cm^-1消失,与Q1结构单元Si-Onb对称伸缩振动相对应的特征峰926 cm^-1强度逐渐减小,并出现与Q0相对应的852.4 cm^-1特征峰。这表明加热到1 050 K时,异极矿开始出现相变。当升温达1 100 K以上,结构水(OH)的特征谱峰(3 580 cm^-1)消失,与Si-Onb对称伸缩振动对应的特征拉曼谱峰变为855 cm^-1,这标志着异极矿原有的Q1结构已完全转变为硅锌矿的Q0结构 ([SiO₄]结构),也就是说异极矿已完成向硅锌矿的转变。     

广西阳朔磷氯铅矿矿物学和振动光谱特征分析

广西阳朔长期出产宝石级磷氯铅矿,迄今未见其矿物学和振动光谱的研究报道。采用能量色散X射线荧光光谱、X射线粉末晶体衍射、红外光谱和拉曼光谱分析了14颗阳朔磷氯铅矿。该矿物为半透明的黄绿色六方柱,相对密度为6.484～7.310,白色条痕,硬度为4,化学成分以铅、磷和氯为主。红外光谱在1 060～920 cm^-1和580～540 cm^-1区域观察到属于PO₄^3-的伸缩和弯曲振动带,平行和垂直光轴的谱带差异明显;部分样品观察到AsO₄^3-振动弱带,说明结构中有少量PO₄^3-被替代。拉曼光谱观察到916/940 cm^-1属于PO₄^3-伸缩振动强带、位于390/414/542/572 cm^-1系列弯曲振动带和160～262 cm^-1晶格振动带。这些谱带随着测试方向不同而变化,反映出结构中的PO₄     

方解石-白云石-菱镁矿的中远红外光谱学特征研究

利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO₃^2-的面外弯曲振动(ν₂)、反对称伸缩振动(ν₃)和平面内弯曲振动(ν₄),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm^-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO₃^2-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm^-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO₃^2-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm^-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。     

内蒙赤峰鱼眼石矿物学特征及其水的赋存状态研究

采用显微镜和XRD,EMPA,FTIR,RAMAN,TGA等现代测试方法对内蒙赤峰鱼眼石的晶体形态、矿物组合、化学成分、谱学特征、热力学性质等进行了测试分析,初步探讨了鱼眼石晶体形态的成因以及水的赋存状态。赤峰鱼眼石晶体呈粒状—假立方状,由四方柱{100}、四方双锥{111}和平行双面{001}聚合而成,无色-浅粉红色,玻璃光泽,透明到半透明,与钙铁辉石、雪硅钙石和毒砂等矿物共生。赤峰鱼眼石的主要化学成分为w(SiO_2)50.22%~52.73%,w(CaO)24.16%~25.28%,w(K_2O)3.57%~5.80%和w(F)2.62%~3.48%,含有少量的Na_2O,Al_2O_3和Cr_2O_3,平均成分的晶体化学式为:(K_0.964Na_0.109)_1.073Ca_4.036[(Si_7.727Al_0.091Cr_0.073)_7.891O₂₀](F_0.828OH_0.172)_1.000·7.775H_2O。硅的含量不足导致硅氧四面体层活性氧与层间阳离子的键强增大,促使鱼眼石晶体沿c轴方向的生长,形成粒状—假立方状晶体形态。红外光谱中3 556 cm^-1和1 691 cm^-1吸收峰以及96.7℃,255.9℃,418.9℃,437.7℃的主要失水温度均表明赤峰鱼眼石中的水属于结晶水,而600℃以后仍有少量的失重,以及红外光谱中3 418 cm^-1和3 242 cm^-1吸收峰的出现,又反映出赤峰鱼眼石中部分水具有结构水的特点。     

几种俗称为桃花玉玉石的区别和鉴定

采用常规宝石学鉴定方法、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等测试方法,对市场上统称为桃花玉的石英质玉、菱锰矿和蔷薇辉石进行了常规的宝石学、光谱学特征鉴定。结果表明,三者的常规宝石学特征及红外光谱特征等都有明显区别。     

橄榄石原位高温拉曼光谱研究

利用微型电阻丝加热装置产生高温, 采用镍铬热电偶探测样品的温度, 在273～1 113 K温度范围,对橄榄石晶体进行了原位高温拉曼光谱研究。拉曼光谱数据显示：Si-O伸缩振动模高于800 cm^-1,Si-O弯曲振动模为400～700 cm^-1,SiO₄四面体旋转振动模和金属-氧的平移振动模低于400 cm^-1;得到了橄榄石拉曼振动频率随温度的变化关系,首次发现了橄榄石常温频率为541 cm^-1的Si-O反对称弯曲振动的A_g模,比其它的振动频率有较弱的温度效应。     

浙江青田石几个新品种的矿物学特征初步研究

青田蓝花钉、蓝花星、紫罗兰、山炮绿属于浙江青田石的新品种。通过X荧光、电子探针、红外吸收光谱、差热、X射线粉晶衍射、扫描电镜等方法分析测试表明，封门青品种主要由较纯叶蜡石组成，化学成分以富碱、富铝、贫硅为特征；蓝花钉品种蓝色团块由微晶刚玉组成；蓝花星品种的粒状矿物主要为富铁蓝线石；紫罗兰品种紫色花星成分为贫铁蓝线石，其中浅粉红色或灰白色斑点矿物主要为红柱石；山炮绿主要矿物为含铬绢云母，次要矿物为石英，且含少量黄铁矿、红柱石、伊利石等，因其色艳质细而成为青田雕刻石的又一新品种。     

激光拉曼快速标定花岗质玻璃的水含量

水是地球深部重要的挥发分,准确获得硅酸盐熔体中水的含量及分布有助于深入理解挥发分的循环以及岩浆的分异和演化。相对于红外光谱、二次离子质谱和电子探针,拉曼光谱对水含量的测量具有精度高、范围广、空间分辨率高、样品准备简单等优点,可成为快速测量玻璃或熔体包裹体水含量的一种常规便捷方法。本研究在合成制备不同成分和水含量的花岗质玻璃样品基础上,使用电子探针、傅里叶红外光谱和高分辨共聚焦显微激光拉曼等技术手段对该批样品进行了成分及水含量测试和标定,并探索了激光拉曼分析花岗质玻璃水含量的最佳条件。红外光谱采用4500和5200 cm^-1的吸收峰计算样品中的水含量,结果表明合成花岗质玻璃样品的含水量为0.01%～7.68%;拉曼光谱采用2800～4000cm^-1的峰进行水含量的分析,结果显示532nm激光条件下,激光功率30mW、积分时间40s所获得的峰面积与红外光谱的水含量结果呈现良好的线性相关关系。线性拟合结果表明,激光拉曼分析方法适用于含水量>1%的花岗质玻璃样品,相对误差小于10%。因此,激光拉曼分析可以作为一种玻璃样品水含量测试的快速便捷方法...     

新疆和田碧玉的结构特征与组成矿物成分分析

采用扫描电子显微镜、电子探针、X射线粉晶衍射、红外光谱、拉曼光谱等测试方法对新疆和田-于田县矿区产出碧玉的结构特征、组成矿物成分进行了测试与分析,得到新疆和田碧玉的典型显微结构为纤维交织结构。组成矿物颗粒呈纤维状、粒状交织排列,进而形成了其手标本细腻的质地与高韧度。和田碧玉为闪石质玉石,主要矿物成分为透闪石,并且含有铬铁矿、绿泥石、蛇纹石、辉石、磷灰石等杂质矿物,透闪石随铁含量的增加向阳起石过渡。     

福建马坑铁（钼）矿床矽卡岩矿物学特征及分带研究

马坑大型铁(钼)矿赋存于莒舟-大洋花岗岩体外接触带黄龙组(C2h)灰岩和林地组(C1l)碎屑岩层间构造破碎带中,铁矿与矽卡岩密切共生,但矿床成因尚存在争议。本文就马坑铁矿矽卡岩进行了矿物学特征研究。电子探针分析结果表明:该矿矽卡岩矿物组合主要为辉石、石榴子石和钙蔷薇辉石,退化蚀变岩矿物组合为角闪石、绿帘石、绿泥石、石英等。单斜辉石以透辉石和钙铁辉石为主,仅存在少量锰钙辉石;似辉石为钙蔷薇辉石和蔷薇辉石;石榴子石端元成分以钙铁榴石为主,钙铝榴石少量;角闪石属于钙角闪石,矿物学特征表明它们形成于相对较氧化的条件下。马坑铁矿的矽卡岩是由热流体沿灰岩与碎屑岩之间层间构造破碎带交代形成的,铁矿石大部分产于矽卡岩内,磁铁矿多稍晚于矽卡岩,不仅广泛交代矽卡岩,而且还直接交代灰岩、砂岩等围岩,呈交代结构;主矿体下盘常出现厚层石英岩,碎屑岩也出现了明显的交代,矽卡岩分带现象普遍,与典型矽卡岩矿床特征一致。结合矿床地质特征,马坑铁矿矿床类型应为层控矽卡岩型矿床。     

广西独山洞遗址新发现赭石分析研究

为更好了解中国区域更新世晚期现代人行为,本研究对广西独山洞遗址更新世晚期新发现的赭石样品进行报道,并结合科技考古分析进行综合分析。广西独山洞遗址属于更新世晚期向全新世过渡阶段考古遗址,赭石出土层位AMS碳十四测年结果显示其埋藏距今约1.5万年。X射线荧光(XRF)分析结果显示赭石样品化学元素组成中铁和硅的含量较高,赭石样品成分中均含铁;X射线衍射(XRD)分析结果显示赭石样品包含石英、绿泥石、伊利石、高岭石、赤铁矿;偏光显微分析结果显示,赭石样品均由红色的颗粒混合而成,单偏光下呈暗红色,边缘圆润;在正交偏光下全消光,显示所有赭石样品中红色部分为含赤铁矿的多晶质集合体;拉曼光谱分析结果显示,样品红色区域峰值与赤铁矿拉曼峰值较为匹配,主要在223 cm^-1、 295 cm^-1、 408 cm^-1和605 cm^-1有特征吸收峰,表明赭石中含有赤铁矿。独山洞遗址新发现的赭石研究,表明独山洞遗址古人类已具有现代人行为特征;该遗址赭石科技考古分析数据,为不同地区现代人行为相互比较提供了科学数据。     

显微拉曼光谱仪在分析和鉴定薄片矿物中的应用

显微拉曼光谱仪是研究薄片中矿物的有用工具。这种技术作为分析微粒矿物的姑构探针的优点已为研究SiO_2和MgSiO_3的同质多象所证实。用拉曼显微探针在原位鉴定了Coconino砂岩薄片中氧化硅的三种同质多象——石英、柯石英和玻璃,还获得了采自同一岩石的斯石英的拉曼光谱。结果表明:冲击作用形成的斯石英是具有金红石结构的高压氧化硅相。MgSiO_3的三种同质多象原顽火辉石、顽火辉石和斜顽辉石的拉曼谱揭示出其结构相似于辉石类链状结构,但空间群不同。每一实例的特征拉曼光谱能用作物相及其定向的“指纹”鉴定。     

湖南临武黑色石英岩质玉矿物组成特征及成因初探

石英岩质玉是一种市场上常见且产地较多的玉石品种,本文基于前人石英岩质玉的研究基础,通过常规宝石学测试、红外光谱测试、偏反光显微镜下观察,以及采用X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱仪对样品的宝石学特征、矿物组成进行分析,并对其成因进行讨论。结果表明：该地区黑色石英岩质玉多为中-细粒粒状结构,偏光显微镜观察可见多种变晶/变余结构;成分中主要矿物石英平均含量为44.7%,次要矿物云母、长石平均含量合计31.0%,黏土矿物平均含量为12.7%,另含有有机碳以及红柱石、铁铝榴石、黄铁矿等铁质矿物;结合样品结构、构造特征及矿物化学成分分析可知,样品为典型副变质岩系的中、低温热液交代型区域变质岩,属绿片岩相,原岩为富铝且富含石英、长石的沉积岩,其形成的构造环境属大陆边缘构造。本研究为该地区石英岩质玉的矿物组成鉴定提供了多手段技术支撑。     

方解石族矿物的拉曼光谱特征

以方解石族矿物——方解石、菱锌矿、菱锰矿、菱镁矿和白云石作为研究样品,对它们进行拉曼光谱的测试。通过拉曼位移的指派和分析,得知方解石单晶体和多晶体具有相同的拉曼光谱特征;在方解石族矿物中,阳离子半径越大,归属于振动模νob,νib和νs的拉曼位移越大,而归属于振动模νas的拉曼位移则越小;白云石中振动模νob因两侧阳离子种类的不同而发生分裂,产生振动模νob和νaob。     

滇黔桂典型锰矿床矿相学特征及其对成矿过程的指示

滇黔桂地区代表性锰矿包括贵州松桃大塘坡锰矿、广西大新下雷锰矿、遵义铜锣井锰矿和云南砚山斗南锰矿.本文利用显微镜、X衍射仪、扫描电镜等仪器,通过研究滇黔桂地区典型锰矿矿相学特征,结合碳酸盐岩研究方法,查明产于南华系大塘坡组第一段(Nh1d1)贵州松桃大塘坡锰矿矿物组合包括菱锰矿、钙菱锰矿、锰白云石、锰方解石、石英、伊利石,微相为SMF2、沉积相FZ1(盆地相),形成于沉积环境伸展阶段;产于上泥盆统五指山组(D3w)广西大新下雷锰矿矿物组合包括褐锰矿、锰钾矿、菱锰矿、钙菱锰矿、蔷薇辉石、透闪石、石英,微相为SMF2和SMF15-M、沉积相FZ7(台地相),形成于沉积环境伸展阶段;产于中二叠统茅口组第二段(P2m2)遵义铜锣井锰矿矿物组合包括菱锰矿、钙菱锰矿、锰方解石、锰白云石、硫锰矿、黄铁矿、闪锌矿、高岭石、伊利石、菱铁矿,微相为SMF15-C和SMF17、沉积相FZ7(台地相),形成于沉积环境收缩阶段;产于中三叠统法郎组(T2f)其矿物成分包括云南砚山斗南锰矿矿物组合包括褐锰矿、水锰矿、钙菱锰矿、含锰方解石、方解石、石英,微相为SMF4和SMF13、沉积相FZ4(斜坡相),形成于沉积环境伸展阶段.     

天然翡翠与染色翡翠鉴定方法研究

采用电子探针、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、红外光谱仪对天然翡翠和染色翡翠进行综合对比研究,结果表明,X射线多晶衍射分析天然翡翠和染色翡翠的主成分均为硬玉;电子探针分析虽未检出染色翡翠中的致色元素,但天然翡翠和染色翡翠的背散射图像截然不同;经拉曼分析,染色翡翠则出现有机染料相似的荧光背景;红外光谱分析,染色翡翠在2800～3100cm^-1范围内出现强烈的吸收峰。因此采用多种方法的测试对比研究,可较准确的区分天然翡翠与染色翡翠,提供客观、公正的鉴定结果。