缅甸紫色翡翠的致色机理——光谱和色度学研究

采用电子探针分析、能量色散X射线荧光光谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和色度学方法等多种手段,对55个缅甸紫色翡翠样品进行了全面分析。结果表明,缅甸紫色翡翠的主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃和Na₂O,含量与标准硬玉接近。色度学测试分析显示,缅甸紫色翡翠的彩度C^*主要受色度值a^*控制,而色调角h°主要由色度值b^*控制。缅甸紫色翡翠可分为两种类型:Ⅰ型紫色翡翠主要由Mn³⁺致色,并在紫外-可见-近红外光谱570 nm显示主要吸收带;Ⅱ型紫色翡翠由于Fe²⁺-Ti⁴⁺之间的电荷转移致色,在光谱540 nm和610 nm显示吸收。两种翡翠中均存在Fe³⁺的吸收峰,样品中的全铁含量决定其色调角及明度。     

南岭中段一六矿床绿柱石和白云母矿物学特征及其地质意义

南岭多金属成矿带中段南部的一六矿床新发现了花岗伟晶型的Be矿化。为进一步查明其矿化特征和成矿机制,文章对一六矿床中的绿柱石及共生的白云母开展了系统的矿物学和矿物化学研究。结果表明,绿柱石富集Li、Rb、Cs等,贫V、Cr、Mg、Mn,属于低碱-无碱绿柱石。云母的类型为白云母-多硅白云母,富集Li、W、Sn、Nb、Ta、Rb、Cs、Ba、Ga、Zn等元素,相对亏损Be、Mg、Cu、Pb等元素。绿柱石类质同象形式为Al³⁺→Me²⁺,其中Fe²⁺对Al³⁺的替换是绿柱石呈淡蓝色-蓝绿色的主要致色机制。白云母中稀有金属元素富集的机制为：① Li+Al^VI↔Fe²⁺+Mg（Li₃Al_-1□_-1和Si₂LiAl_-3）;② Rb⁺↔K⁺,Na⁺。绿柱石中高Cs/Na（apfu）比值,低Mg/Fe（apfu）比值,白云母高Nb、Ta、Cs,低K/Rb、K/Cs比值的特征指示一六矿床Be矿化花岗伟晶岩具有较高的分异演化程度。本次发现和研究为区域Be矿化作用研究提供了基础地质资料,也进一步为稀有金属、钨等矿种的找矿预测提供了思路。     

电子探针-电感耦合等离子体质谱法研究不同种类石榴石的稀土元素配分和矿物学特征

石榴子石是变质岩和岩浆岩中一种常见的硅酸盐矿物,其类质同象非常普遍。已有资料表明,不同成分的石榴子石的颜色颇为不同,但石榴子石的成分和颜色之间相互关系尚未进行系统研究和总结。本文应用电子探针、电感耦合等离子体质谱、X射线粉晶衍射、拉曼光谱、红外光谱和紫外可见吸收光谱等手段对常见的红色（G1）、橙色（G2）、绿色（G3）和褐红色（G4）石榴石进行了系统测试,旨在揭示石榴子石成分、结构和颜色的内在关系和变异规律,以期为不同地质体中产出的石榴子石矿物学特征的总结及地质应用提供依据。研究结果表明,G1、G4样品含有较多Fe元素（Fe³⁺：0.24%、0.24%;Fe²⁺：1.01%、0.89%）;G2样品含有较高的Mn元素（2.76%）;G3样品含有很高的Cr、V元素（3453×10^-6、1458×10^-6）。类质同象对石榴石的晶体结构产生影响,晶胞参数有较大差别,分别是a=11.530nm（G1）、11.563nm（G2）、11.849nm（G3）和11.470nm（G4）。石榴石中的微量元素和稀土元素对于示踪物源及形成过程具有很强的指示意义。石榴石中的稀土元素总量分布不均匀,LREE/HREE比值小于1,表现为重稀土元素富集,Eu/Eu^*比值小于1,为Eu负异常。所有样品的Ce异常均不明显。石榴石样品的拉曼光谱呈现出峰强和峰位的明显差异也反映了类质同象的存在：G1、G4在570nm处出现Fe³⁺电子跃迁吸收峰;G2在460nm和520nm附近出现Mn²⁺电子跃迁吸收峰;G3在690nm处出现Cr³⁺电子跃迁吸收峰。紫外可见吸收光谱特征显示,红色和褐红色样品出现在570nm处的Fe³⁺电子跃迁吸收峰,与其成分中含有大量Fe有关;橙色样品于460nm和520nm附近的特征吸收峰归属于Mn²⁺,对应其主要成分中大量的Mn;绿色样品690nm处出现强的吸收峰,由Cr³⁺跃迁产生,是微量元素Cr的存在所致。研究结果表明,石榴石的颜色与其成分和结构具有良好的对应关系。     

绿柱石中铁离子的晶格占位及致色作用

绿柱石族宝石颜色丰富,一直是市场上重要的宝石品种。几十年来,国内外学者对不同颜色绿柱石的致色机理及改色工艺开展了广泛的研究。铁离子作为重要的致色过渡金属离子之一,其价态调控是绿柱石改色工艺的关键,所以铁离子的价态、晶格占位和对应的致色作用也一直是绿柱石研究的焦点。铁离子被认为可能存在于绿柱石中的铝氧八面体Al³⁺格位、硅氧四面体Si⁴⁺格位、铍氧四面体Be²⁺格位、结构通道2a或2b位和晶格间隙6g位等位置,是蓝、绿或黄等颜色绿柱石的主要致色元素。本文通过对绿柱石的晶体结构、铁离子的核外电子排布和晶格占位等方面文献资料的梳理及综合分析,认为Fe²⁺和Fe³⁺分别对蓝色和黄色绿柱石的呈色起着主导作用。当Fe²⁺和Fe³⁺处于晶格中不同位置时致色作用的具体差异,仍有待于进一步研究。     

陕西宁强县中坝锰矿床地球化学特征及成矿模式

陕西宁强县中坝锰矿床形成于扬子地块西北缘伸展裂陷沉积环境内,是近年新发现的锰矿床,赋存于下寒武统牛蹄塘组黑色岩系内,含锰岩系岩性主要为含碳粉砂质板岩、含碳泥质板岩、硅质岩,夹有灰岩条带和灰岩透镜体,矿石类型为层状、似层状的含锰硅质岩及条纹条带状的含锰灰岩,含锰矿物主要为硬锰矿,可见极少量的菱锰矿。对中坝一带MnⅠ号锰矿体常量及微量元素地球化学特征分析表明：中坝锰矿体相对围岩亏损Ti和Al元素,SiO₂/Al₂O₃比值较高,Th含量低,Y/Ho比值高,且含锰岩系的PAAS标准化的稀土元素配分模式具有轻稀土元素亏损、重稀土元素富集、Ce负异常、Y正异常的特征,与现代海水稀土元素配分模式一致,说明海水自生沉积作用对含锰岩系中元素的富集具有重要影响,陆源碎屑物质的影响较小;含锰岩系的Al/（Al+Fe+Mn）、Fe/Ti、（Fe+Mn）/Ti、U/Th、Sr/Ba比值、δEu及SiO₂-Al₂O₃图解、Fe/Ti-Al/（Al+Fe+Mn）图解、Lg （U）-Lg （Th）图解、Fe-Mn-（Cu+Co+Ni）×10图解、La/Yb-REE图解、δEu-Mn图解均表明锰矿沉积为热水沉积和正常海水混合作用的结果。含锰岩系的δCe、V/Cr、V/（V+Cr）、Ni/Co比值、富集U、V、Mo等特征表明锰矿形成于还原-硫化的沉积环境。中坝锰矿的形成机制为在弱碱性、还原、富CO₃^2-的条件下,Mn²⁺和CO₃^2-结合形成菱锰矿而沉淀。由此总结出中坝锰矿的成矿模式为：在早古生代,富含Fe、Mn多金属的硅质热水溶液沿着刘家坪古火山通道上涌,上涌的热水与海水混合,在弱碱性、还原、富CO₃^2-的条件下,Mn²⁺和CO₃^2-结合形成菱锰矿而沉淀,形成Fe、Mn硅质岩,且在沉积凹陷处成矿更有利,溶于海水中的Mn同碳酸盐一同沉淀,形成含锰灰岩。     

安徽马鞍山市当涂地区地下水水化学特征及演化机制

【研究目的】 了解长江中下游平原地区地下水流系统并深入分析其地下水水化学特征及其演化机制。【研究方法】 综合马鞍山市当涂地区的水文地质条件、水动力场等,基于研究区水化学基本特征,运用多元统计分析、水化学图件、离子比值和反向水文地球化学模拟等方法对该地区浅层地下水水化学演化进行分析。【研究结果】 结果表明：（1）研究区地下水主要为低矿化度偏碱性水,地下水组分中阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主。（2）研究区地下水水化学类型主要可分为7类,其中松散岩类孔隙含水岩组和碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组的水化学类型主要为HCO₃^-Ca型、HCO₃^-Ca·Na型、HCO₃·Cl-Ca·Na型以及HCO₃^-Ca·Mg型;基岩类裂隙含水岩组的化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型和SO₄·HCO₃^-Ca·Mg型。（3）研究区浅层地下水水样超标率为46%,总体水质较差,超标率较高的组分依次为Mn、高锰酸盐指数（COD_Mn）、硝酸盐（以N计）、Fe、As、氨氮（以N计）等。（4）研究区地下水的化学组分主要受到岩石风化作用的控制;此外,还存在Na-Ca的正向阳离子交替吸附作用。反向水文地球化学模拟结果进一步定量论证了水岩相互作用对本区浅层地下水组分的形成和演化起着主导作用。【结论】 研究区地下水主要为低矿化度偏碱性,主要可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩类裂隙水。主要离子比例和反向水文地球化学模拟揭示了本区浅层地下水化学组分主要是地下水溶滤方解石、白云石等碳酸盐矿物、石英、长石等硅酸盐矿物,高岭土等黏土矿物以及岩盐、石膏等达到过饱和之后形成的。     

山东蒙阴金伯利岩中石榴石特征及种类划分

石榴石是山东蒙阴金伯利岩型金刚石矿区的重要指示矿物之一,为了确定山东蒙阴金刚石矿区颜色复杂的石榴石种类,判断矿区石榴石特征与含矿性关系。项目组对矿区不同含矿程度金伯利岩中的石榴石进行了系统采样,测定了50件单晶石榴石微区化学成分和128个石榴石单晶的晶胞参数,测试结果显示：山东蒙阴金伯利岩中石榴石族矿物化学式A₃B₂[SiO₄]₃中的A组阳离子由Mg²⁺、Ca²⁺和Fe²⁺组成,二价阳离子主要为Mg²⁺,Mg²⁺占据十二面体空腔中心位置达53%～82%左右,Ca²⁺占据十二面体空腔中心位置小于7%～17%、Fe²⁺占据十二面体空腔中心位置5%～31%左右。B组阳离子主要由Al³⁺、Cr³⁺和Fe³⁺组成,三价阳离子主要为Al³⁺,[AlO₆]八面体占位达62%～92%左右,[FeO₆]和[CrO₆]八面体占位小于38%;按50个石榴石不同阳离子占据十二面体空腔和八面体空腔的位置多少,山东蒙阴石榴石可划分为10个亚种。根据山东蒙阴金伯利岩中石榴石成分,计算出石榴石形成压力为6.0～9.0 GPa,推测山东蒙阴矿区金伯利岩中有来自深源的石榴石。128件石榴石晶胞参数统计结果显示：山东蒙阴无矿、贫矿、中等含矿、富矿金伯利岩岩体中紫色石榴石晶胞参数分别为大于1.162 nm、1.159～1.160 nm、1.156～1.160 nm和1.155～1.157 nm之间,从无矿岩体→贫矿岩体→中等含矿岩体→富矿岩体,紫色石榴石晶胞参数值有明显变小的趋势。     

湘南地区东湘桥沉积型锰矿床地球化学特征及成矿机理

湘南地区广泛发育二叠纪海相沉积型锰矿,为揭示其成矿过程及机理,文章以湖南永州东湘桥锰矿床沉积剖面为研究对象,对其开展主、微量元素和碳-氧同位素分析。结果表明,富锰岩层富Cr、Ni、Co等元素的地球化学特征,其Co/Zn、Mn/Fe、Y/Ho比值和多判别图解共同指示该矿床为热液沉积,表明成矿物质Mn主要来源于海底热液。Mo和U元素富集因子（Mo_EF和U_EF）、U/Th和V/（V+Ni）比值等沉积氧化还原指标分析结果表明,高品位锰矿石层产于氧化向缺氧转变的背景下,而低品位含锰岩层则主要产于氧化或强烈缺氧环境下。富锰岩层的δ¹³C_PDB（-0.2‰~1.9‰）和δ¹⁸O_SOMW（18.1‰~23.1‰）与海相碳酸盐岩相似,表明成矿物质的C和O主要来源于海水。基于上述结果,笔者认为东湘桥锰矿床成矿过程受海水CO₂^3-浓度和沉积氧化还原条件的双重控制,其成矿过程可以概况为2个阶段：①深水盆地的热液Mn在还原条件下以可溶Mn²⁺向近岸CO₂^3-过饱和的浅水台地迁移;②当沉积环境由氧化向缺氧转变时,锰氧化物在沉积/水界面还原释放Mn²⁺,显著提高水柱中溶解Mn浓度,促进富锰碳酸盐矿物析出,形成高品位锰矿石。     

河北汤泉地热流体水文地球化学特征及其成因

提要：汤泉位于河北省遵化市西北部,为山前丘陵地貌,地热资源丰富。本文通过对该地区地热流体研究发现：Na⁺、Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺与SO^2-₄、HCO^-₃、Cl^-、NO^-₃是该地区地下热水的主要成分,水化学类型主要为SO^2-₄-Na⁺型,属于未污染的天然弱碱性水;流体中F^-含量平均为9.36 mg/l,远高于国家地下水质量标准ⅴ级;可溶性SiO₂的含量可作为地热温标;地热流体总矿化度平均为782.33 mg/l,属于淡水;为中等腐蚀型水,不结碳酸钙垢,无CaSO₄?2H₂O垢和SiO₂垢生成的可能;地热流体属于含岩盐地层溶滤的陆相沉积水;根据氢氧稳定同位素可知,河北汤泉地热流体主要来源于大气降水。     

电感耦合等离子体质谱法测定硫时不同形态硫的影响

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)常常被应用于矿石、蛋白质和化石燃料等材料中硫含量的测定。文章综合研究比较了四极杆电感耦合等离子体质谱(Q-ICP-MS)和扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)测定硫的灵敏度、检出限及空白干扰。重点考察了两种不同的样品介质(水和2% HNO₃)中不同形态的硫对SF-ICP-MS测定硫信号的影响,并且深入研究了影响的原因。结果表明,硫含量相同但形态不同的含硫阴离子(S^2-、S₂O₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-)在2%的HNO₃介质中的信号比在水介质中的信号稳定,2%的HNO₃更适合于作为ICP-MS测定硫的介质。在2%的HNO₃介质中,S^2-、SO₃^2-中S的ICP-MS测量灵敏度(即标准曲线的斜率)分别为7828 cps/(μg·L^-1)、5528 cps/(μg·L^-1),SO₄^2-和S₂O₃^2-的测量灵敏度分别是为1321 cps/(μg·L^-1)、1299 cps/(μg·L^-1)。S^2-和SO₃^2-的灵敏度分别约为SO₄^2-的6倍和4倍;而S₂O₃^2-的灵敏度与SO₄^2-基本一致。主要原因在于S^2-、SO₃^2-形态的硫在HNO₃介质中形成了气态的H₂S和SO₂,相当于提高了雾化效率,从而使这两种形态硫的灵敏度大幅度提高。     

中国和田玉玉文化叙要

本文拟通过和田玉玉器在史前三大玉板块、文明时代各个王朝玉文化所处的帝王玉的中流砥柱般的强力地位及其诸多侧面,论述其玉、玉文化独有的德、符优势及其光辉的艺术典范.     

论透闪石玉命名及分类

德穆尔１８６３年发表了对来自我国圆明园的和田玉及翡翠的矿物学分析成果,将它们分别命名为“Ｎｅｐｈｒｉｔｅ”和“Ｊａｄｅｉｔｅ”。这两个词后来被译成“软玉”和“硬玉”一直沿用至今。其实,它们之间硬度并无不同,“软玉”一词在矿物学界和玉石界使用中也有一定混乱。根据玉石命名原则及和田玉的矿物成分和它在我国悠久的命名历史,建议“软玉”一词以“透闪石玉”取代。透闪石玉是由微晶透闪石组成、具毡状结构、符合工艺要求的玉石。可按地质产状、颜色、工艺等级、并考虑传统名称进一步划分品种。按产状可分为子玉、山玉、山流水等,按颜色分为白玉、黄玉、青玉、墨玉、碧玉等。     

和田玉（透闪石玉）的研究

用电子探针、X射线衍射、扫描电镜等测试方法,对新疆和田玉进行了研究,结果表明和田玉的主要矿物组成为透闪石,主要结构为毛毡状结构.本文还论述了其成因,指出了进一步找矿及考古意义.     

采用便携式近红外矿物分析仪鉴别注胶翡翠

目前,采用传统的中红外光谱技术鉴别不透明注蜡与注胶翡翠有一定的难度。采用便携式近红外矿物分析仪检测鉴定了翡翠、注蜡与注胶翡翠样品,对其近红外反射光谱进行了分析与研究,同时对微透明样品作了中红外透射光谱的比对测试。研究结果表明,采用BJKF-1型便携式近红外矿物分析仪,能获得较好的透明或不透明翡翠、注蜡与注胶翡翠样品的近红外反射光谱,三者的近红外光谱特征存在着明显的差异。利用这些特征可有效地鉴别翡翠、注蜡翡翠与注胶翡翠。     

“余太翠”玉的成分及结构研究

“余太翠”玉因产于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗大余太地区而得名。采用偏光显微镜、X射线粉末衍射仪、电子探针等研究方法,对白色、绿色、黄色、紫色系列的“佘太翠”玉样品的矿物组成、化学成分、显微结构和呈色机理等进行了测试与研究。结果表明,“佘太翠”玉视颜色品种不同,组成矿物略有差异。除白色品种的“余太翠”玉以白云石（质量分数高于60％）为主要矿物外,其它颜色品种的均以石英为主要矿物,石英的质量分数约占80％以上。“佘太翠”玉的次要矿物主要有云母、方解石、长石、赤铁矿、叶蜡石、伊利石、高岭石等。绿色“佘太翠”玉在查尔斯滤色镜下变红,主要由铬云母致色,属东陵石;白色品种“佘太翠”玉为白云石玉,而黄色的及其它颜色的品种为石英岩玉。     

岫岩玉的种类、矿床地质特征及成因

岫岩玉是我国四大名玉之一,开发历史悠久,在中华玉文化发展史上占有十分重要的地位,著名的兴隆洼文化、红山文化、龙山文化和河北满城的金缕玉衣皆为岫岩玉所制.在多年野外实地考察和室内测试研究的基础上,对岫岩玉的种类和宝玉石学特征进行了系统总结,对岫岩玉的矿床地质特征进行了全面阐述,最后从多方面论述了岫岩玉的成因,建立了岫岩玉的成矿模式.     

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.     

玉石新品种——常宁玉

常宁玉是产于湖南省常宁县的一种玉石新品种，属透辉石质玉，玉石结构均匀，细腻，光泽好，硬度较大，可加工减雕刻成多种多样的工艺品。     

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.     

三种和田玉仿制品的宝石学特征及鉴别

针对市场上出现的三种仿和田玉品种叶腊石岩、蛇纹石滑石岩、透闪石质玉（含碳酸盐）,采用常规宝石学鉴定仪器以及偏反光显微镜、红外光谱仪对样品的折射率、相对密度、矿物组成及红外光谱特征进行分析检测,通过对比研究认为三种仿和田玉品种虽在外观上与和田玉极为相似、难以区分,但其常规宝石学参数、主要组成矿物、红外光谱谱峰等特征均与和田玉有所不同,在实验室测试条件下可将其准确区分。