HPHT合成钻石在首饰中的鉴别特征

国家黄金钻石制品质量监督检验中心收到待检的百余件群镶钻石首饰中发现混有大量HPHT合成黄色钻石.采用宝石显微镜、红外光谱仪、X射线荧光光谱仪、紫外可见光分光光谱仪、紫外荧光灯、DiamondView^TM等对HPHT合成钻石样品做了详细地测试与分析.结果表明,这些HPHT合成钻石样品具有较为统一的黄色,放大检查可见合成钻石内部含有大量棒状、柱状、细小微粒状的铁镍合金包裹体,且几乎都有磁性,有些磁性甚至较强;样品的红外反射光谱非常特征,均具有明显的1 131 cm^-1处的吸收峰,为Ⅰb型钻石,而Ⅰb型钻石在天然钻石中极少见到;X射线荧光光谱测试显示有强烈的铁峰和镍峰,且在短波紫外线下多数具有绿黄色荧光.HPHT合成钻石在DiamondView^TM下具有不同程度的黄绿色荧光,部分具有黑十字现象.     

6种不同产地柯巴树脂的谱学特征探究

收集了来自俄罗斯、新西兰、婆罗洲、马达加斯加、哥伦比亚和苏门答腊6个不同产地的柯巴树脂,采用宝石显微镜、红外光谱、紫外荧光观察和三维荧光光谱等测试方法对柯巴树脂谱学特征进行了对比研究。婆罗洲、苏门答腊柯巴树脂的红外光谱主要特征为存在3000~2800 cm^-1范围内4个吸收峰,1732 cm^-1肩峰和1708 cm^-1吸收峰,888 cm^-1处的弱吸收峰。新西兰柯巴树脂红外光谱主要特征为存在3000~2800 cm^-1范围内3个吸收峰,1642 cm^-1和888 cm^-1处的弱吸收峰。马达加斯加、哥伦比亚和俄罗斯柯巴树脂的红外光谱相似,主要特征为存在与C=C相关的3处组合特征吸收峰以及1270 cm^-1和1180 cm^-1处的2个吸收峰。在长波紫外荧光下,婆罗洲和新西兰柯巴树脂荧光强度明显强于其他产地样品,马达加斯加柯巴树脂荧光强度最弱。由三维荧光光谱可知,婆罗洲和苏门答腊柯巴树脂中存在445、474、505 nm 3个发射峰,可被416、447 nm波长有效激发;新西兰柯巴树脂的最强发射峰位于385 nm,其最佳激发波长352 nm;俄罗斯柯巴树脂最强发射峰在399 nm,可被354 nm波长最佳激发;哥伦比亚柯巴树脂的最强发射峰为470 nm,被400 nm波长最佳激发;马达加斯加柯巴树脂的最强荧光峰在465 nm,被378 nm波长最佳激发。综合分析认为,三维荧光光谱特征和红外光谱特征可为柯巴树脂的鉴别和分类提供依据。     

无色-近无色高温高压合成钻石的谱图特征及其鉴别方法

实验室发现大量小颗粒的无色高温高压(HPHT)合成钻石与天然钻石混杂镶嵌在各种饰品中,前人提出荧光和磷光特征是主要的快速区分特征,然而荧光、磷光特征的差异并不能完全将HPHT合成钻石与天然钻石区分开来。本文将常规的宝石学观察分析与多种高精度谱学测试相结合,对五粒不同的无色-近无色HPHT合成钻石样品进行深入研究。结果表明,五粒钻石在紫外可见吸收光谱无270 nm吸收或是只有极弱的270 nm吸收,随着颜色级别的降低,270 nm吸收越明显。红外光谱测试显示,各粒样品中都含有不等量的硼元素。光致发光光谱测试表明,HPHT合成钻石含有与微量N、Ni、Si等相关的晶格缺陷。超短波紫外光源激发下,所有的HPHT合成钻石都有强磷光,在钻石观察仪下可以观测到清晰的八面体和立方体分区特征。显然,不同的合成钻石的特征略有差异,但综合其荧光及磷光特征以及红外、紫外、光致发光光谱特征,可以准确地将无色HPHT合成钻石与对应的天然钻石区分开来。     

注胶晕长石的鉴定方法

近期,国家黄金钻石制品质量监督检验中心对一串具蓝色晕彩的长石手链样品进行常规检测时,在长波紫外灯下多数珠子发中等强度的蓝白色荧光,且荧光在珠子中呈线状分布。为了对该长石样品进行准确定名,并探究其紫外荧光产生的原因,对其进行了常规宝石学检测、电子探针和红外光谱测试与分析。结果显示,该样品的折射率约为1.53,在显微镜下具有层状结构和针片状包裹体,结合其电子探针的分析结果,确定该样品为晕长石,即具有蓝色晕彩的钠长石;基于样品表面具有典型的＂蚯蚓行踪＂纹路、沿裂隙发出的紫外荧光及红外光谱下3 053,3 038cm^-1处的吸收峰,确定其为注胶处理的晕长石。     

近岸沉积物再悬浮期间所释放溶解有机物的荧光特征

对采自厦门湾九龙江人海河口的4个沉积物样品进行了室内再悬浮模拟实验,利用荧光激发-发射矩阵光谱(EEMs)研究了再悬浮过程中从沉积物中释放出的有色溶解有机物(CDOM)的荧光特征,同时通过与相应站位沉积物间隙水和底层水的对比分析,探讨了河口近岸海域的沉积物再悬浮作用作为水体中溶解有机物来源之一的可能性.结果表明,对给定站位,CDOM相对荧光强度和溶解有机碳(DOC)含量分布变化非常一致,均为间隙水最高,再悬浮次之,底层水最低;站位之间,底层水和再悬浮水样中CDOM相对荧光强度随盐度的降低而增加,从海端向河端增加的趋势明显.EEMs分析表明,各样品中均存在类腐殖质荧光与类蛋白质荧光团,且模拟实验也表明再悬浮作用可释放类腐殖质与类蛋白质荧光物质到底层水中,表明底质再悬浮将是近岸水体中CDOM的一个重要来源.与相应的底层水相比,间隙水的荧光峰(如峰A/C)的位置发生红移.再悬浮样品中EEMs的荧光团同时表现出相应底层水和间隙水的特征,但是荧光峰(峰A和峰C)的最大激发和发射波长更接近底层水中相应荧光团,与间隙水相比,则发生谱峰位置的蓝移.近海端样品中荧光峰M明显,随着盐度的降低,底层水和再悬浮水样的γ(M/C)值逐渐降低,且海源的峰M由海端向河端逐渐消失,表明峰M属于海洋自生来源.本研究区域DOM的荧光指数在1.61～1.93之间,表明近海端样品DOM主要为生物来源,而近河端样品DOM主要为陆源输入,或者为陆源与生物活动共同作用的结果.     

油气化探中芳烃油气性的辨识

在分析全国各大油田典型油气的基础上,提出各种油气的三维荧光光谱和固定波长同步荧光光谱特征峰和共性峰。钻井过程常常加入磺化沥青或原油,通过对磺化沥青的三维荧光光谱和固定波长同步荧光光谱特征峰的分析,可以进行干扰因素的识别;原油的加入将抬高整口井钻井岩屑的荧光强度,可以视其为背景而消除。湖相和海相沉积物等含有丰富的多环芳烃,采用恒定能量同步荧光光谱分析效果更佳。此外,处理数据时还要考虑具体的地质情况。     

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.     

腐殖酸三维荧光光谱特性研究

腐殖质的荧光特性被广泛用来解析其在各种天然环境中的来源及分布.由于荧光光谱分析具有灵敏度高,选择性好,且不破坏样品结构的优点,非常适合用来研究腐殖质的结构和官能团等特征.利用三维荧光激发-发射光谱研究了 Fluka腐殖酸的荧光光谱特性,结果显示,离子强度(0～0.05 mol/L KClO4)对 Fluka腐殖酸的三维荧光光谱特性影响非常小,而腐殖酸的浓度(5～100 mg/L)和溶液 pH(2～12)对其三维荧光光谱特性影响显著.当腐殖酸浓度增大时,荧光峰出现明显红移现象.荧光强度一般随着 pH的升高而增大,当 pH大于 10后呈下降趋势,我们从垃圾渗滤液溶解有机质的实验结果中也得到相同结论;在浓度为 50 mg/L和 100 mg/L的 Fluka腐殖酸中,荧光峰 B(fulvic-like)的荧光强度却在 pH=5.0左右时达到最大值,与前人报道的土壤富里酸的行为一致,质子化常数 lgK′ HL分别为 3.57和 3.13,与二羧基化合物接近,说明荧光峰 B可能与 Fluka腐殖酸结构中的羧基有关;荧光峰 A与荧光峰 B的荧光强度比值 r(A/B)在 0.61～2.59之间,并且在 pH=2～11范围内, r(A/B)与 pH具有较好的线性相关关系,表明荧光峰 A和荧光峰 B随着 pH值的改变有着相同的变化趋势.     

硬玉的差热分析和紫外荧光光谱研究

通过对缅甸硬玉的差热分析和紫外荧光光谱研究，发现不同颜色硬玉的紫外荧光谱中的617nm处的谱峰，可能是Cr引起的；对不同颜色硬玉进行的差热分析表明，其熔融温度略有不同，说明其生长环境有一定差异，而硬玉也可能是较好的耐热材料，具一定的开发潜能。     

荧光光谱学在象牙与猛犸象牙鉴定上的应用

利用红外光谱仪及荧光分光光度计对象牙和猛犸象牙样品进行测试,通过对测试结果的比对、分析,总结二者的谱图特点,旨在探索更准确的象牙与猛犸象牙的检测方法.猛犸象牙内部由于受石化作用小,其红外光谱与象牙的没有本质区别,因此红外光谱仪在象牙饰品与猛犸象牙饰品的检测上难以提供准确信息.荧光光谱的测试结果显示,在280 nm波长光的激发下,由于象牙和猛犸象牙中的氨基酸在微环境及其质量分数不同,象牙的发射光谱峰值在307 nm处,猛犸象牙的发射光谱峰值在315 nm处,且象牙的荧光强度高于猛犸象牙.同步荧光光谱测试中△λ分别取15,60 nm,分别测试样品中的酪氨酸、色氨酸,测试结果显示两类牙质测试图谱谱形一致但强度差异明显,即荧光分光光度计在象牙和猛犸象牙的检测上可提供有效的信息.     

DiamondView^TM在有机充填碧玺鉴定中的应用

目前主要通过放大检查和红外光谱分析等测试方法对有机充填碧玺进行鉴定,但它们在准确性和直观性方面还存在一些问题。为弥补现有方法的不足,利用DiamondView^TM荧光成像技术对有机充填处理的碧玺样品进行研究。结果显示,在DiamondView^TM下碧玺样品呈绿色或蓝色荧光,部分样品可观察到生长结构特征。分布于碧玺裂隙及凹坑内的有机充填物呈较强的蓝白色荧光,并与碧玺的荧光具有明显的差异和界限。利用DiamondView荧光图像分析,可以快速准确地识别充填物的位置及分布,也为碧玺在充填程度等方面的研究提供了新的思路。     

Fluorescence excitation-emission matrix characterization of a commercial humic acid

Excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy (EEM) has been widely used to elucidate the origin and structure of humic substances in natural environments. Due to its high sensitivity, good selectivity and non-destructive advantage, the EEM was applied to characterizing a commercial Fluka humic acid (FHA). The results showed that the EEMs of FHA has several Ex/Em peaks. Ionic strength (0-0.05 moL/L KClO4 ) exerted little effect on the fluorescence properties of FHA, while the concentrations (5-100mg/L) of FHA and pH (2-12 ) had significant effects. A red shift in the longer wavelength peak region was observed when the coneentrations or pH values increased. The fluorescence intensity increased with increasing pH, but slightly decreased in the case of pH = 5.0. The protonation constants ( lgK^ HL ) of peak B were calculated to be 3.57 and 3.13, indicating that peak B was due to carboxyl groups. The r(A/B) values range from 0.61 to 2.59. A strong linear relationship between r(A/B) and pH was also observed. This indicates that the fluorescence peaks A and B posses similar inherent fluorescence characteristics.     

利用石油包裹体微束荧光光谱判别塔北碳酸盐岩油气藏油气充注期次

有机包裹体特别是石油包裹体的荧光颜色是鉴定有机包裹体和指示油气成熟度的有效手段.基于石油的荧光性, 通过荧光光谱分析方法, 对石油包裹体的荧光光谱进行定量化描述, 利用其主峰波长(λ_max)、荧光强度及红绿商等属性参数, 开展油气充注期次的判识.通过偏光显微镜、荧光显微镜等技术手段, 对塔北隆起鹰山组-一间房组38个样本的石油包裹体进行了荧光颜色、显微光谱谱形和红绿商值的研究.样品中检测到黄绿色荧光、绿色荧光和蓝白色荧光3类石油包裹体, 且这3类石油包裹体的同生盐水包裹体温度具有可区分的温度范围, 对应的盐水包裹体平均温度分别是: 56.5、88.3、130.1 ℃.综合地球化学方面的研究成果, 结合主峰波长、荧光强度、红绿商以及石油包裹体同生的盐水包裹体温度等参数分析认为, 研究区储层中的原油至少来源于2个不同烃源的3期油气充注, 具有多源多期充注的成藏特征.      

运用3DEEMs及荧光偏振方法研究pH、离子强度及浓度效应对腐殖酸荧光光谱特性的影响

利用三维荧光激发.发射光谱(3DEEMs)及荧光偏振法研究了3例腐殖酸和1例湖泊溶解有机物(DOM)在不同腐殖酸浓度、离子强度和pH条件下的荧光光谱特性.实验结果表明,随着浓度增大,各腐殖酸样的荧光强度增大,其中垃圾渗滤液腐殖酸和Pahokee泥炭腐殖酸的荧光峰出现红移.随着浓度进一步增大,腐殖酸的荧光偏振值增大,由此推断在此浓度范围内腐殖酸由于分子间的排斥作用使其构型出现伸展.离子强度增大导致腐殖酸及阿哈湖DOM的荧光强度降低.随着氯化钾(KCI)浓度增大,Fluka腐殖酸的荧光峰A蓝移,荧光峰B的荧光偏振值出现减小,推测是由于静电中和作用使其荧光基团发生卷曲造成的.离子强度对其余腐殖酸样和阿哈湖DOM的其他荧光特性没有明显的影响.总的来说,pH值的变化对腐殖酸和湖泊DOM的荧光特征的影响是很明显的.随着pH值增大,腐殖酸和湖泊DOM的荧光强度增强.而pH值减小时,Fluka腐殖酸和Pahokee泥炭腐殖酸的荧光峰(A峰)蓝移,当pH值降到5时,Fhka腐殖酸的荧光峰突然红移到最大,随后又继续蓝移;垃圾渗滤液腐殖酸和阿哈湖DOM的荧光峰位无明显的漂移.所有样品的荧光偏振值都减小(但阿哈湖DOM的A峰变化不大),但在pHi≤5时又增大,这种现象表明随着pH值降低,腐殖酸和湖泊DOM中有机大分子发生卷曲,但在pH≤5时由于羧基的质子化又以平面伸展构型出现在溶液中.     

金刚石中微量元素的同步辐射X射线荧光分析

利用同步辐射X射线荧光技术,对人工合成金刚石以及产自山东、辽宁、湖南的天然金刚石进行了微量元素的测试分析。结果表明,在合成金刚石中,检测到了第四周期的元素(除As、Ge、Kr和Br外)和Pb;其中Fe、Co、Ni相对含量高,可能是合成时触媒的混入引起的。天然金刚石中检测到的微量元素有Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、W、Au和Pb,但相对含量比合成金刚石中相应的微量元素相对含量低。不同产地的天然金刚石中的微量元素种类及含量存在差异,反映了金刚石地幔生长环境的不同及岩浆对金刚石生长过程的影响。     

“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。