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。     

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。     

黄山景区北部及婆溪河流域石英质玉石的探讨

通过对黄山景区北部石英质玉石及籽料的地质调查工作,总结了该地区的石英质玉石及籽料的分布范围、结构构造、质量等特征和资源量的估算,分析了该地区石英质玉石及籽料的地质前景和经济价值,为进一步在该地区找到有价值的玉石矿产积累了一定的经验。     

Chameleon钻石与其相似黄色钻石光谱学特征的对比分析及颜色成因

Chameleon钻石（俗称“变色龙钻石”）是一种具有光致变色和热致变色现象的彩色钻石,在受热后或长时间在暗室中会由黄绿色变为黄色,在实际工作中发现与Chameleon钻石颜色相似的黄色钻石并不具有此类“变色”现象。为了研究Chameleon钻石与相似黄色钻石的差异,并进一步探究产生光致变色和热致变色现象的原因,本文选取Chameleon钻石和与其颜色相似的黄色钻石作为研究对象,进行加热实验,观察加热前后钻石颜色、紫外可见光吸收光谱的变化情况,探寻导致热致变色的原因,并对样品的红外吸收光谱及光致发光光谱特征进行详细分析与比较。结果表明：Chameleon钻石受热后由黄绿色变为黄色,在超短波紫外线下显示绿色荧光和磷光,相似黄色钻石样品无磷光及变色现象;所有样品均有从紫外光至510nm逐渐减弱的连续吸收和480nm吸收宽带,Chameleon钻石具650~800nm吸收宽带,相似黄色钻石无该吸收带,加热后吸收带消失是其产生热致变色的主要原因;进一步对样品的缺陷类型进行对比分析,Chameleon钻石红外光谱可见孤氮特征及与片晶无关的1430cm−1宽吸收带,该峰未在相似黄色钻石中出现,但产生该吸收的原因未知,仍需进一步研究,此外与Chameleon钻石相比,相似黄色钻石中氮杂质的聚合程度更高;Chameleon钻石及相似黄色钻石表现出以700nm为中心的特征发光带,此外Chameleon钻石还可检测到H3等与N-V相关缺陷及489、883、884nm等与Ni-N相关缺陷产生的发光峰。综合以上光谱学特征对比分析可知,Chameleon钻石存在与A型氮、孤氮、镍杂质及氢杂质有关的某种缺陷结构,与相似黄色钻石的光谱特征具有明显差异。本次研究对探明Chameleon钻石具热致变色现象的根本原因具有参考意义。     

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。     

基于拉曼光谱-红外光谱-X射线衍射技术研究斜硅石的相对含量与石英质玉石结晶度的关系

石英质玉石的成分除α-石英外,还或多或少含有一种低温低压的SiO_2矿物"斜硅石",关于斜硅石的相对含量与石英质玉石结晶程度的关系还未见有研究。本文选取中国云南龙陵、安徽霍山、广西贺州和内蒙古阿拉善盟地区所产出的不同类型的石英质玉石为研究对象,采用拉曼光谱、红外光谱、X射线衍射分析技术,确定了斜硅石的相对含量与石英质玉石结晶程度之间的关系。结果表明,石英质玉石中斜硅石的相对含量越高,石英质玉石的结晶程度越低;其中拉曼光谱中能够描述斜硅石相对含量变化的502 cm~(-1)/465 cm~(-1)两峰强度比值(X)与石英质玉石的结晶度指数(Y)基本上呈负相关关系:Y=-0.36X+6.93(r=-0.94)。此结论为利用无损检测手段大致判断石英质玉石的结晶程度提供了新的思路,同时也为定性评价石英质玉石的品级提供了科学依据和理论约束。     

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。     

黄色系硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因研究

近些年,黄色系硅化造礁石珊瑚以其独特的花纹和美丽的颜色受到了人们的关注和喜爱。为充分认识硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因,本文采用X射线粉末衍射仪、偏光显微镜、热场发射扫描电子显微镜、紫外-可见光分光光度计和拉曼光谱仪对3块天然黄色系硅化造礁石珊瑚进行了研究。结果表明: 所研究的硅化造礁石珊瑚空腔区与隔片区石英颗粒的形态、种类及分布特征不同。当隔片和体壁所围成的空腔或是共骨之间的空腔足够大时,沿空腔内壁到中心,石英颗粒的种类和形态从不规则的细粒→他形的中粒→他形-半自形粗粒;当空腔受到挤压时,石英颗粒主要为他形或似纤维状的细粒石英。隔片区的石英颗粒主要为细粒石英。在偏光显微镜下观察到的黄色-褐红色的矿物经证实为针铁矿和赤铁矿,其中赤铁矿是黄色系硅化造礁石珊瑚的主要致色矿物。受造礁石珊瑚骨骼结构的影响,微观上针铁矿和赤铁矿总是以色素点的方式存在于极细粒或细粒石英颗粒的间隙,宏观上富集于隔片区和空腔边缘。     

黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的定量分析与气候干湿变化研究

为了了解黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的分布特征,文章采用对铁氧化物矿物灵敏的漫反射光谱法(DRS),开展了赤铁矿和针铁矿的鉴定和测定研究,提出了定量分析赤铁矿和针铁矿含量的DRS新方法.选择天然典型黄土和古土壤样品,首先采用柠檬酸盐-重碳酸盐-连二亚硫酸盐(CBD)方法去除其中成壤成因的铁氧化物矿物,以其为基体配制含不同赤铁矿和针铁矿的系列标样,然后进行DRS测试和多元逐步回归分析,分别建立测定赤铁矿和针铁矿含量的校准方程并加以检验.利用DRS方法,分析了多个黄土剖面的赤铁矿和针铁矿含量,发现黄土-古土壤剖面的赤铁矿/针铁矿比值可作为东亚季风干/湿变化的敏感指标.该比值较高时反映了干燥土壤环境,而较低时指示了潮湿土壤环境.对灵台和洛川剖面中赤铁矿/针铁矿比值的分析,初步揭示了2.6Ma年以来黄土高原东亚季风阶段性变强的特征.     

新西兰兄弟潜火山中“蓝黏土”的呈色机理研究及地质意义

新西兰克马德克弧上发育一热液活动极为活跃的海底潜火山——兄弟火山,为了研究该地区热液成矿模式,IODP376科学家于2018年5~7月在火山口选取了5个位置进行了钻探工作,并获得数百米岩芯。其中U1530A号钻孔采样深度为453.1 mbsf（meter below sea floor）,共揭露76.77 m岩芯,部分呈现出一种蓝色调,被前人称作“蓝黏土”。为了查明其致色矿物、研究呈色机理及其地质意义,笔者等利用XRD、DR-UV-Vis、SEM、TEM对16.97-309.22 mbsf的11个样品进行了分析测试。根据测试结果可以将样品的矿物组合大致分为两类：①伊利石+绿泥石+殴泊-C+黄铁矿+硬石膏+石英±蓝铁矿;②叶蜡石+伊利石+石英±蓝铁矿。SEM和TEM形貌观察结果显示,蓝铁矿并不具有完好的晶形,甚至未发现微米级及以上尺寸的单颗粒,而仅以基质或胶结物形式均匀分布在样品中,最终导致样品被染色而呈现出不同色调的蓝色。蓝铁矿在IODP样品中的发现指示着研究区热液流体具有低温及还原性特征,且在蓝铁矿形成后也仍然保持着相对还原的环境而使得蓝铁矿能够稳定存在。     

透闪石质玉中黄玉与糖玉致色成因差异研究

采用常规宝石学仪器并结合电子探针、电子顺磁共振谱及紫外-可见光谱等测试方法,对软玉中不同深浅的黄玉与糖玉样品进行了系统分析,以探讨其致色原因及其差异。分析结果表明,黄玉的致色原因主要为O^2-→Fe³⁺的电荷转移跃迁及Fe³⁺的⁶A₁→⁴T₂（D）跃迁,糖玉则主要由Fe³⁺的⁶A₁→⁴E （D）、⁶A₁→⁴T₂（D）谱项跃迁与Mn³⁺的Jahn-Teller效应致色。黄玉中O^2-→Fe³⁺的电荷转移跃迁导致可见光区的412~500 nm处吸收,是形成与控制黄玉颜色的重要因素;而糖玉因含有Mn³⁺致使黄绿色光被吸收而显示出黄绿色的补色。此外,Fe²⁺—Fe³⁺的荷移与Fe²⁺（⁵T₂）+Fe³⁺（⁶A₁）→Fe²⁺（⁵E）+Fe³⁺（⁶A₁）跃迁也对糖玉和黄玉的致色具有贡献。     

和田玉、玛纳斯碧玉和岫岩老玉的产地特征

本文用电子探针研究了和田玉、玛纳斯碧玉和岫岩老玉的矿物成分,结果表明和田玉的主要矿物成分是透闪石,玛纳斯碧玉是阳起石,而岫岩老玉则由透闪石和阳起石组成,并论述了它们的产地特征.     

和田玉、玛纳斯碧玉和岫岩老玉的拉曼光谱研究

拉曼光谱测定的28件闪石岩类玉石样品中,除玛纳斯碧玉是阳起石外,其他均为透闪石.其拉曼光谱图基本一致,但因受其含FeO量多少的控制,拉曼光谱图也存在一些差别.     

和田玉、玛纳斯碧玉和岫岩老玉（透闪石玉）的X射线粉晶衍射特征

软玉主要是指透闪石阳起石铁阳起石系列中的低铁富镁端员的隐晶矿物集合体,矿物的名称常以其Mg/(Mg+Fe2+)值来区分,即该比值大于0.9时为透闪石(和田玉),比值为0.9～0.5时为阳起石(玛纳斯玉).对于产于新疆、辽宁(岫岩老玉)和青海的17件软玉样品进行了X射线粉晶衍射分析,确定其主要矿物成分均为透闪石,杂质矿物很少,衍射峰位与FeO含量之间的关系不明显,衍射峰形的弥散反映组成矿物的结晶程度和粒度变化.     

新疆白玉与江苏小梅岭白玉的结构性差异与感观效果的关系分析

应用显微硬度计、偏光显微镜、扫描电镜等测试手段,综合分析了新疆白玉和江苏小梅岭白玉的相对密度、维氏硬度、表面光泽、透光率等一系列物理性质,分析对比了两种不同白玉的内部结构特征及其对白玉的光泽和感观效果的影响因素,阐述了产生两种不同光泽效果的理论基础,为正确鉴别这两个白玉产地提供了理论依据。     

和田玉的品种及其划分

本文根据和田玉的形态、色泽、质地、硬度、比重、产地及分布特征,介绍了和田玉的品种及划分原则。     

浅谈田黄石及黄色印章石

本文简单扼要地介绍和类比了寿山田黄石及相似印章石,思考了寿山田黄与昌化(田)黄石、寿山田黄与其相同母岩的掘性石及洞采石的一些问题,并提出只要是质优印章石,无论产地与产出状态,均可依主要矿物统一分类命名,依优劣统一定级。     

和田玉的电镜显微形貌和能谱特征

和田玉驰名中外,亦被称为中国玉、中国软玉.和田玉的主要矿物组成是透闪石-阳起石系列矿物.虽然不同类型和田玉的主要化学成分和矿物组成相近,但其颜色和质地却有很大的不同.利用电子显微镜分别对不同类型的和田玉进行系统的显微结构观测和能谱分析,结果表明上等品质的和田玉,如羊脂玉、白玉,矿物成分为透闪石,粒度小于3 μm,晶形好,呈交织结构,能谱曲线由单纯的硅、镁、钙组成,无铁、铝等元素;青色-绿色系列的和田玉,矿物结晶相对较粗,粒度3～10 μm,并有铁、铝等离子的加入,矿物结构已由透闪石向阳起石转化,其颜色随着铁含量的增加而变深;黄色-黄褐色系列的和田玉,有异常增加的钙,具有特征团粒状结构和似纤维状结构.