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。     

黄色和红色石英质玉石的颜色成因研究

石英质玉石是由隐晶质-微显晶质石英矿物集合体组成的一种玉石,黄色和红色是石英质玉石最主要的颜色种类,近年来在珠宝市场上备受关注。前人研究结果表明,黄色石英质玉石的致色矿物颗粒非常细小,赋存于石英颗粒之间,通过一般的测试方法很难准确鉴定其种属。本文对云南龙陵、安徽霍山、广西贺州3个产地的石英质玉石进行了显微镜观察、拉曼光谱和紫外可见光吸收光谱测试,通过紫外可见光吸收光谱的一阶导数图谱,对石英质玉石的黄色和红色部位进行了研究。结果表明,黄色石英质玉石紫外可见光吸收光谱一阶导数图谱的特征峰有545~535 nm和435 nm,主要由针铁矿致色;红色石英质玉石紫外可见光吸收光谱一阶导数图谱的特征峰介于555~595nm之间,主要由赤铁矿致色;黄色和红色之间的过渡色可同时出现595~555 nm、545~535 nm和435 nm特征峰,主要由针铁矿和赤铁矿共同致色。     

陕西商洛紫绿玛瑙的宝石学特征及致色机理研究

通过常规宝石学仪器、偏光显微镜、电子探针及扫描电子显微镜等检测手段,对陕西商洛紫绿玛瑙的宝石学特征及致色机理进行了深入研究.研究表明,紫绿玛瑙是典型的石英质玉石,颜色以绿色、紫红色为主,颜色分布多以紫心绿边、灰白心绿边、淡青白色加紫红色等纹带特征出现,半透明—微透明,部分透明度较好的区域可见明显包裹体.紫绿玛瑙为典型的...     

桂林鸡血玉的致色机理研究

借助偏光显微镜和X射线粉晶衍射仪、电子探针、紫外-可见-近红外分光光度计等现代仪器设备,对桂林鸡血玉的显微结构、矿物组成及致色机理进行分析和探讨。桂林鸡血玉的颜色多样,包括红色、"红血黑地"、黄色、紫色和绿色5大系列。玉石主要为他形等粒变晶结构,部分区域可见变斑晶结构,主要矿物为微晶质—隐晶质石英,次要矿物主要为赤铁矿,部分玉石中还有少量的绿泥石、滑石甚至白云石等,w(SiO2_)介于94.92%到99.65%之间。不同形态的赤铁矿及其他矿物杂质是引起玉石颜色多样性的主要原因,[FeO_4]~(4-)空穴色心对可见光的选择性吸收使玉石呈现紫色。鸡血玉的红色与细尘状赤铁矿密切相关,细尘状赤铁矿越密集玉石的颜色越深,细尘状赤铁矿含水时鸡血玉的红色较为鲜艳;不同色调的黑色鸡血玉主要由鳞片状赤铁矿或集合体磁铁矿致色;黄色主要由氧化铁的含水矿物——针铁矿所引起,且随着鳞片状赤铁矿含量的增加,颜色逐渐偏向于橙黄色;不同色调的鳞片状绿泥石是玉石呈绿色的根本原因,滑石和白云石对玉石的颜色没有直接的影响,但它们的存在使玉石的光泽变暗、透明度降低。     

大别山玉的相关特征及形成机制

利用光薄片观察,结合X衍射和化学分析,揭示大别山玉的颜色、光泽及“水草”形成机制.结果表明,大别山玉原生颜色为无色,系石英集合体的自生色;绿色、墨绿色系含一定量的绿泥石所致;白色系孔隙引起的假色.籽料大别山玉的红—黄色系氧化或充填致色,为玉石所含铁质矿物氧化和外来铁质浸润引起;光泽的不同主要由石英粒度引起;“水草”由铁锰质沿裂隙贯入形成.     

五颜六色的黄龙玉及致色机理

黄龙玉是微晶质石英集合体。扫描电镜对黄龙玉石英晶间黏土矿物形成分析和能谱组分分析,表明石英晶间主要是胶状褐铁矿和泥质伊利石,黄龙玉石英微晶间充填物的种类、含量决定黄龙玉颜色。褐色胶状褐铁矿使玉石多呈红色调,黄色胶状褐铁矿物与伊利石混合物使黄龙玉呈浅橙色或黄色,黑色泥质伊利石黏土矿物使玉石带青、灰、黑等色调。黄龙玉中常见的"金砂"是玉石中含有自形黄铁矿而成,如果黄铁矿细小并沿层理分布,也会使黄龙玉呈现黑色。沿黄龙玉裂缝面树枝状分布的氧化锰构成了黄龙玉中的"水草"。充填物的含量一方面决定黄龙玉色的深浅,另一方面还影响着黄龙玉的透明度。充填物含量高,黄龙玉色深,透明度差;充填物含量低,黄龙玉色浅,透明度好;不含充填物就形成了透明的白色黄龙玉。     

河南绿色密玉的宝石学特征和颜色成因

河南密玉是我国重要的玉石品种,属于显晶质石英岩。前人对于河南省新密市的密玉玉石矿床进行了系统的地质学研究,但其宝石学特征和颜色成因仍存在争议。文章综合了前人的研究成果,对河南密玉中的绿色系列样品进行了常规宝石学测试、红外光谱测试、紫外-可见光光谱测试、拉曼测试以及电子探针测试研究。结果表明,密玉为结晶度较好的石英岩,主要矿物成分为α-石英,次要矿物有白云母、赤铁矿、石墨、金红石、电气石等;具有花岗变晶结构和显微细粒变晶结构;紫外-可见光光谱中可见明显的Cr³⁺特征吸收峰;密玉的绿色与含铬白云母有关,而含铬白云母的绿色则是由于其所含的微量元素Cr、V、Ni等致色元素引起的,绿色越深,Cr、Ni、V含量越高;随着Fe³⁺含量增加,样品的黄色调越明显。     

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。     

山西新发现大理岩玉的宝石矿物学特征

山西北部六棱山地区新发现了一种玉石品种——大理岩玉,其主要有黄色和黄褐色两种颜色,结构较致密,透明度较好,是一种优质的饰面石材和玉雕原料。采用薄片观察、环境扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、LA-ICP-MS和常规宝石学仪器等测试手段对该大理岩玉样品的宝石矿物学特征进行了测试与研究。结果显示,该大理岩玉为经变质作用形成的方解石大理岩,所含CaCO3的质量分数为96%～97%,推测Fe元素是该玉石的致色元素;微量的碳质和铁质粉末阻碍了柱状方解石的重结晶,形成条纹结构;方解石为不规则的多边形柱体,呈镶嵌的不规则他形变晶结构。通过分析大理岩玉的结构特征,认为平行于其层纹方向切磨,可使得其成品表面光洁度好,光泽强,不易破损。     

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。     

广绿玉的矿物化学特征及致色机理研究

以广绿玉为研究对象,通过岩相学观察、矿物化学分析、XRD等现代测试方法对广绿玉的矿物组成、化学成分、结构构造特征和致色机理进行了系统研究,重点探讨了绢云母质广绿玉颜色成因的控制因素,认为Cr离子是绢云母质广绿玉致色的主要因素。此外,杂质矿物和透明度也对广绿玉的颜色有一定影响。     

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。     

“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。     

云南保山南红玛瑙矿物学特性及致色机理探究

通过光学显微镜、X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、电子探针等测试分析手段对云南保山南红玛瑙的岩相学、矿物组成、化学成分等进行了系统研究,在此基础上进一步通过扫描电镜、X射线能谱元素面扫描、激光共聚焦显微拉曼分析了南红玛瑙致色矿物形貌、元素分布及矿物物相构成。研究结果表明,保山南红玛瑙主要矿物为石英(95%,质量分数),主要结构为粒状结构和纤维结构,次要矿物为斜硅石及方解石等,并含有吸附水和结构水两种状态水。致色矿物主要以小于1μm球状矿物颗粒、2~10μm絮状似球状集合体、针状矿物颗粒和不规则形态矿物集合体这4种类型存在,元素分析显示其为含铁矿物。显微拉曼进一步确认南红玛瑙的颜色是由含铁矿物所致,其中红色致色主要为赤铁矿,黄色致色主要为针铁矿,铁矿物的具体存在形式及其分布方式对南红玛瑙的价值具有决定性作用。本工作为南红玛瑙矿物学特性以及致色机理研究提供了有价值的参考信息,对完善其知识体系和推动南红玛瑙文化有重要意义,同时对借助共聚焦显微拉曼等微区表征技术推动宝玉石研究提供了新思路。     

河北唐河彩玉石的矿物学特征及其鉴定方法的研究

通过偏光显微镜、X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱等测试方法对唐河彩玉石的矿物组成进行了测试与分析,研究结果表明唐河彩玉石成分十分复杂,根据其物相组成可分为4类,分别是透闪石质玉石、透辉石质玉石、石英质玉石和方解石质玉石。在此基础上结合岩石学命名规则,探讨了关于含有杂质矿物的透闪石玉的命名方法。最后,提出了唐河彩玉石中透闪石玉的无损或微损的鉴定方法。     

"翠花玉"的宝石学特征及矿物组成

近期,珠宝市场上出现了一种商业名称为"翠花玉"的呈紫色、绿色和白色的玉石,容易被误认为是和田玉.为了查明其矿物组成及宝石学特征,笔者选取了3块样品,对其进行了常规宝石学测试和偏光显微镜下的观察,并用X射线粉晶衍射法和电子探针测试等分析方法,重点对"翠花玉"样品的矿物组成进行了研究.结果表明,"翠花玉"样品为多矿物集合体玉石,为交代成因产物,主要矿物组成为透辉石、透闪石、萤石、石英、斜长石、方解石,其中透闪石多呈网脉状分布.绿色部分折射率为1.61(点测),紫色部分折射率为1.43(点测),平均密度为3.03 g/cm³左右.样品颜色主要由紫色的萤石和绿色的透闪石致色.     

桂林“鸡血红碧玉”的岩石学和矿物学特征及其地质意义

桂林"鸡血红碧玉"是一种石英质玉石,颜色以鲜艳的红色与黑色为主,质地坚硬且耐磨。目前对该矿石的野外产状、地质背景、岩石结构和颜色成因等相关研究报道较少。野外勘察表明,桂林"鸡血红碧玉"矿床位于扬子板块与华夏板块交界处,产于广西北部龙胜地区新元古界丹洲群三门街组经含铁氧化物浸染的汽水热液浅变质砂岩中,其形成过程受到了新元古代-三叠纪数次大地构造与岩浆活动的影响,成因复杂。本文利用偏光显微镜和X射线衍射分析等手段,对桂林"鸡血红碧玉"的成分进行了深入研究,结果表明桂林"鸡血红碧玉"主要矿物组合为石英和赤铁矿,部分样品中含有白云石。石英呈现他形等粒结构和自形变斑晶结构;自形石英颗粒中可见加大边,指示后期经历过变质交代作用。赤铁矿在样品中呈现3种形式产出:1呈单晶形式产于石英颗粒的粒间与晶内;2呈点尘状包裹于石英颗粒中;3呈浸染状分布于石英颗粒间隙。赤铁矿中铁离子为红色致色原因。电子探针分析显示,浸染状和单晶赤铁矿中铁含量高达78.9%~85.6%;点尘状赤铁矿由于颗粒细小,难以精确分析其铁含量。结合石英和赤铁矿发育期次,认为"鸡血红碧玉"中不同形态的石英和赤铁矿的产出与区域地质演化背景相一致。     

霍山某石英质玉矿成因及开采技术条件分析

研究区石英质玉石受区域构造及岩浆岩作用,多产出于二长花岗岩与片麻岩接触带附近的构造硅化破碎带中,在岩浆作用及后期孔隙水、裂隙水的氧化淋滤作用下形成各种品质的石英质玉石。结合研究区石英质玉矿矿床成因,对该矿床的开采技术条件进行分析,并提出了相应的建议。     

碧石的宝石学分类及定义界定初探

碧石属于石英质玉中一类,少有文献对其深入探讨,缺乏系统性分类以及定义界定,不能准确区别于颜色相对应的玉髓(玛瑙).为解决上述问题,本次研究应用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、电子探针、紫外—可见光光谱等多种测试技术相结合方式,初步确定常见单色碧石的致色矿物,其中红碧石的致色矿物为赤铁矿,黄碧石的致色矿物为针铁矿,绿碧石...     

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。