大学生创新性思维的构建培养——以宝石学为例

当前本科教育中需要解决的一个重大问题就是怎样更好地培养学生的创新性思维与实践动手能力,使学生成为更加优秀的社会人才。宝石学实验是宝石及材料工艺学专业的专业课程,融合仪器的使用、彩色宝石的鉴定、钻石的分级和有机宝石的研究等多分支实验的主要学科,这门学科能培养学生的鉴定能力和综合性思维,尤其是实验设计环节,更能培养学生的创新性思维。该文主要就宝石学实验对学生创新性思维的构建培养,指出通过宝石学实验培养学生创新性思维的重要性,并提出具体的构建建议与培养对策。

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Cr^(3+)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Fe^(3+)含量增加,样品的黄色调越明显。

危地马拉“永楚料”翡翠的宝石学特征

危地马拉“永楚料”翡翠是近年来中国翡翠市场上出现的新品种,其颜色多为深绿色。本文收集了4件危地马拉“永楚料”翡翠成品和1件原石样品,在常规宝石学测试的基础上,通过红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光谱和电子探针等测试技术对其化学成分、谱学特征和颜色成因等进行了分析与讨论。结果显示:危地马拉“永楚料”翡翠样品的折射率为1.66~1.67(点测),相对密度为3.33~3.34,玻璃光泽,长短波紫外光下均为荧光惰性;红外光谱表明样品的主要矿物为绿辉石,成分均匀;拉曼光谱表明样品中的绿辉石为P 2/n型结构,其他物相包括榍石和无定形碳,榍石常具“网脉状”截面;紫外-可见光谱出现437 nm和636、658、688 nm处吸收峰,分别由Fe^(3+)和Cr^(3+)所致。“永楚料”翡翠在自然光下的体色由Cr^(3+)主导,Fe^(2+)以及Fe^(2+)—Fe^(3+)间的电荷转移参与影响;电子探针计算得出“永楚料”翡翠中绿辉石的平均化学式为(Na _(0.50) Ca _(0.49))0.99(Mg_( 0.46) Fe_( 0.08) Al _(0.48) Cr_( 0.01))1.03[(Si _(1.99 )Al _(0.01))_(2) O_( 6)]。“永楚料”翡翠样品更富Mg贫Fe元素,其更高含量的Cr元素及副矿物以榍石为主的特征有别于危地马拉和缅甸墨翠。

基于“学生中心”理念的教学模式探究——以“宝石学(双语)”课程为例

“学生中心”教学理念是全面提高人才培养能力的原则之一,作为主流的教学理念在高等教育中被广泛应用,与传统的“教师中心”教学模式存在很大差异。“宝石学(双语)”是一门与国际前沿宝石学研究结合较为紧密的课程。在教学实践中,推行以“学生中心”为理念的教学新模式,既能做好基础知识教学,又能激发学生学习热情;学生的学习兴趣明显得到提升;师生共建教学课堂,使得教学内容丰富,并帮助学生初步建立了科学研究的工作思路。

坦桑尼亚温扎红宝石的宝石学及谱学特征

坦桑尼亚温扎地区产出透明度高、颜色亮度高、色彩饱和度高且常产出粒度大的红宝石,但针对坦桑尼亚温扎红宝石的系统研究较少。利用常规宝石学仪器、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、紫外-可见光分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和三维荧光光谱仪对10颗产自坦桑尼亚温扎的红宝石样品进行系统性的研究与分析。结果显示,坦桑尼亚温扎红宝石含有韭闪石包裹体、气液包裹体、蓝色色区和具有生长间断的负晶包裹体,蓝色色区与较高的Ti元素含量有关,具有产地意义;温扎红宝石具有高Cr和高Fe的特征,两种元素的含量均超过500×10^(-6),并具有Ti、Mg、V、Ni、Ga等微量元素;紫外-可见光光谱显示清晰的Cr谱,同时也呈现出Fe和Ti的影响;几乎所有样品的红外光谱均可见特征的3160 cm^(-1)处吸收峰,常伴随着3240 cm^(-1)和2420 cm^(-1)吸收峰(称为“3160组”),为温扎红宝石的特征峰;拉曼光谱显示散射峰与[AlO_(6)]基团的伸缩、弯曲振动有关,由对称弯曲振动(O-Al-O_(bend))引起的416 cm^(-1)处吸收峰显示最强的光谱特征;三维荧光光谱中显示4个清晰的荧光峰,以λ_(ex)=408 nm/λ_(em)=694 nm峰为最强。

河北涉县石榴子石的宝石学特征

石榴子石是珠宝市场上常见的珠宝品种之一,同时也是重要的地质学、矿物学研究对象。本文研究样品来自于中国河北省邯郸市涉县符山铁矿,所属邯郸-邢台地区是我国有名的硅卡岩矿床区域,符山铁矿也曾以产出铁矿石和符山石闻名。通过常规宝石学测试、傅里叶红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光谱、电子探针、电感耦合等离子体质谱等测试方法对该地区石榴子石样品进行了测试和研究。结果表明,河北涉县石榴子石样品的矿物组分是以钙铝榴石为主的钙铝-钙铁榴石固溶体,具典型红外光谱及官能团区具有典型的结构水(OH^(-))的振动吸收;拉曼光谱显示了以钙铝榴石为主,并含有Fe元素,Fe^(3+)离子是主要的致色离子。河北涉县石榴子石样品的主量元素以Si、Ca、Al、Fe为主,钙铝榴石成分占端元组分70%以上,计算出其晶体化学式为(Ca_(2.850~2.977),Na_(0~0.002),Mn_(0.004~0.006),Fe^(2+)_(0.161~0.225),Mg_(0.029~0.047))_(3.093~3.176)(Cr_(0~0.002),Ti_(0~0.021),Al_(1.402~1.551),Fe^(3+)_(0.102~0.285))_(1.624~1.825)Si_(3.079~3.156)O_(12)。河北涉县石榴子石样品相对其他产地含有较多的Zr元素,可作为产地特征,同时可借助于丰富的Zr元素含量进行地质年代和地质成因的研究。

染色金黄色海水珍珠的宝石学特征及鉴定

通过常规宝石学方法以及红外光谱、紫外可见吸收光谱X射线荧光能谱对染色金黄色海水珍珠的宝石学特征进行研究。结果表明:染色金黄色海水珍珠表面有排列紧密的“等高线”状生长纹,放大观察有黄色染料残留富集等明显的染色特征;染色金黄色海水珍珠的红外光谱与文石图谱相吻合,紫外可见吸收光谱具283 nm和425 nm吸收峰,缺失天然黄色海水珍珠特征的360 nm吸收峰;染色与天然金黄色海水珍珠的X射线荧光光谱极为相似,都出现Ca+Zn+Sr的元素组合关系,且Sr/Ca的比值为0.50~0.65。

宝石学全产业链教学的探索

宝石学是学科交叉融合的特色学科,经过30多年的发展,取得了辉煌的成就,但也存在隐忧和问题。当前宝石学教学中存在的问题主要为:教学体系中整体偏重于鉴定环节,鉴定教学中又偏重知识点的传授,对方法的教学和创新式教育引导不足;科研与教育、产业结合尚显不足;科研成果发表难度大;教师晋升通道有待通畅等。笔者通过国内外高校的对比调研,认为应适时开展“从矿区原石到市场首饰”的全产业链教学,并分析了必要性。全产业链教学应主要从学科交叉融合、教学内容覆盖全产业链;产教结合,协同发展;实验标本的可靠收集与信息化建设;提升思政教育、服务于行业发展需求等方面进行。

皑如山上雪 皎若云间月——从宝石学角度解读白铅矿

1565年,自然界中的白铅矿首次被人们发现。1845年,奥地利矿物及地质学家威廉·卡尔·冯·海丁格将其命名为Cerussite(白铅矿),源自拉丁语Cerussa(铅粉),意为“白色的铅”。白铅矿被大众熟知,还要从人造白铅矿说起。人造白铅矿的产生年代远远早于自然界中白铅矿的发现年代。约公元前400年,“铅粉”一词在希腊文字中就有记载,从2 000多年前的古埃及小化妆罐中提取出的脂粉里就发现有铅粉的痕迹。

一种苏纪石仿制品的宝石学特征

近期苏纪石受到许多珠宝爱好者的喜爱,随着市场的火热仿制品也随之出现,但对于苏纪石仿制品的研究较少。采用常规宝石学鉴定、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见光谱仪等测试方法,对近期检测中集中出现的一种苏纪石仿制品进行了常规宝石学和谱学特征研究。结果显示,该苏纪石仿制品表面颜色不均匀,凹坑、裂隙处颜色富集,且经酒精擦拭后掉色。红外光谱分析显示该苏纪石仿制品主要含叶蛇纹石和方解石两种矿物,出现了方解石1420、874、712 cm^(-1)的红外特征吸收峰,叶蛇纹石3686、1083、968、611、570、436 cm^(-1)的红外特征吸收峰。拉曼光谱分析出现方解石150、277、708、1080 cm^(-1)的拉曼位移,白云石168、291、717、1090 cm^(-1)的拉曼位移,以及叶蛇纹石127、220、373、457、515、628、682、1039 cm^(-1)的拉曼位移。紫外-可见光光谱分析可见580 nm左右的强宽吸收带,推测可能是由含Mn^(3+)的外界染剂染色而成。这种苏纪石的仿制品与苏纪石有明显区别,是由蓝田玉染色而成,根据国家标准应定名为蓝田玉(染色)。

西南天山乌孙玉(蛇纹石玉)的岩石矿物及宝石学特征研究

为开发利用新疆伊犁昭苏县乌孙玉资源,带动当地文化、旅游产业发展,增加群众收入、真正实现让资源造福一方百姓,特对昭苏县木扎尔特河、阿克牙孜河流域一带产出的乌孙玉进行了岩石矿物及宝石学特征研究。通过镜下鉴定、电子探针分析、X射线衍射分析、红外光谱分析、化学分析等测试方法确定了矿区岩性分别为蛇纹石岩、碳酸盐化蛇纹石岩、蛇纹石大理岩,透闪石岩4大类,其中蛇纹石岩和透闪石岩已玉化为蛇纹石玉、和田玉;主要矿物组成为蛇纹石,次为方解石、白云石、透闪石、透辉石,少量金云母、水镁石、绿泥石、残留辉石和金属矿物,金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿和黄铜矿。该矿床由辉橄岩、纯橄岩等超基性岩石发生自变质后生成部分蛇纹石岩,后经热液交代蚀变生成其他蛇纹岩,叠加蚀变碳酸盐化产生碳酸盐化蛇纹岩和蛇纹石大理岩。特殊矿化类型为:透闪石岩玉化成和田玉、硅化硅质岩中发现自然金,镜下可见2粒自然金,1粒粒径0.008 mm,自形粒状、八面体晶形,另1粒粒径0.005 mm,半自形粒状、菱面体状。黄色乌孙玉硅酸盐全分析含量为:SiO_(2)(40.34%),TiO_(2)(0.016%),A1_(2)O_(3)(0.39%),Fe_(2)O_(3)(0.53%),SO_(3)(0.10%),P_(2)O_(5)(0.100%),CaO(4.97%),K_(2)O(0.018%),MgO(37.89%),MnO(0.030%),Na_(2)O(0.011%),烧失量(16.17%)。矿化较好的蛇纹石玉以细晶质、微晶产出,质地细腻、呈微透明-半透明状,据现场调研及实验室测试分析结果,确定昭苏县乌孙玉矿区主要有6种有工艺利用价值的原材料:黑-白色玉原料、黄绿色玉原料、墨绿玉原料、黄色玉原料、多彩玉原料、软玉(和田玉)原料。基于以上测试分析结果表明:(1)乌孙玉质地温润,可呈现出不同特征的花色品种,具有显著的地方特色和稳定的储量、开采便利,可开发制作中档玉雕材料和高档的室内装饰石材。(2)矿区发现部分软玉(和田玉)矿化点应引起重视,为新疆和田玉资源做储备。(3)在矿区产出的硅化硅质岩中发现自然金,建议进一步开展研究。研究成果有助于昭苏县通过开发乌孙玉资源带动当地玉石加工、文化品牌建设及旅游产业高质量发展,新发现的和田玉矿化点、含金硅质岩也为当地资源勘查提供新的方向。

缅甸抹谷粉色石榴石的宝石学和谱学特征

采用折射仪等常规宝石学仪器、电子探针(EPMA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和紫外-可见光谱仪对2颗产自缅甸抹谷的粉色石榴石样品进行测试。红外光谱及拉曼光谱表明其属于较纯净的钙铝榴石端元。电子探针测试得到其化学成分均接近钙铝榴石端元,平均晶体化学式分别为Ca_(3.08)(Al_(1.84)Ti_(0.06)Fe_(0.01)Mg_(0.01))_(1.92)[(Si_(2.90)Al_(0.10))_(3.00)O_(12)]和Ca_(3.06)(Al_(1.84)Ti_(0.08)Fe_(0.01)Mg_(0.01))_(1.94)[(Si_(2.91)Al_(0.09))_(3.00)O_(12)]。LA-ICP-MS测试结果表明,2颗粉色石榴石样品均含有Ti、Fe、Zr、Mn、Nb、Ga、Sn等微量元素,相比于颜色相近的墨西哥草莓红钙铝榴石前者Ti含量较高,在5444~10035 ppm,而Mn含量较低,仅有47~132 ppm。紫外-可见吸收光谱结果显示,2颗粉色石榴石样品分别在489 nm和495 nm处有吸收带,均有以550 nm为中心的吸收宽带,结合微量元素测试结果及其他学者对石榴石及其他硅酸盐矿物中Mn离子吸收光谱的研究分析,推测样品的粉红色由Mn 3+导致。

马里葡萄石的宝石学特征及颜色成因研究

通过宝石学测试仪器、电子探针、红外光谱仪、紫外可见吸收光谱仪对非洲马里地区绿色和黄色葡萄石的宝石学特征、化学成分和谱学特征进行分析和探讨。结果表明,绿色和黄色马里葡萄石具有相似的折射率和紫外荧光特征,绿色马里葡萄石的相对密度(2.90~2.93)略高于黄色马里葡萄石(2.86~2.89)。在滤色镜下,绿色马里葡萄石显示浅红-红色,黄色马里葡萄石显示黄绿色。结合化学成分和谱学特征分析可知,绿色马里葡萄石的致色元素为Fe,随着Fe含量的增加,颜色加深,黄色马里葡萄石的颜色主要由Fe^(3+)代替Al^(3+)所致。

一种马达加斯加蓝宝石的宝石学及谱学特征

马达加斯加蓝宝石目前占据了一定的珠宝市场,然而其宝石学和谱学特征方面的资料仍有待补充。本文以一批马达加斯加蓝宝石样品为研究对象,利用常规宝石学测试仪器、显微拍照、激光剥蚀等离子质谱仪、激光拉曼光谱仪、红外光谱仪、显微紫外-可见-近红外光谱仪研究其宝石学及谱学特征。结果表明,这批马达加斯加蓝宝石样品颜色表现为深浅不一的蓝色调,晶体形态为六方短柱状、桶状、板状,原石表面有三角形生长丘与凹坑;放大观察发现裂理十分发育,内部含有大量愈合裂隙、三角形裂纹、定向排列的赤铁矿与钛铁矿夹杂的针状包裹体、锆石、赤铁矿等固态包裹体以及气液两相包裹体;LA-ICP-MS结果显示其微量元素含量具有高Fe,Ga和低Mg,Cr的特点,且Fe/Ti、Cr/Ga、Fe/Mg、Ga/Mg、Ga/Al比值均偏向玄武岩型成因蓝宝石的地球化学特征;红外光谱表明有微弱3309 cm^(-1)处吸收峰,以及硬水铝石的特征峰2125 cm^(-1)和1990 cm^(-1),指示其未经过热处理;紫外-可见吸收光谱表明,此类马达加斯加蓝宝石样品的颜色与单个Fe^(3+)、Fe^(3+)-Fe^(3+)离子对的d电子跃迁、Fe^(2+)-Ti^(4+)价间电荷转移有关,“肩峰”330 nm与较高的Fe^(3+)浓度密切相关,但Ti元素含量偏低,造成颜色不够鲜艳。

高密度无色合成立方氧化锆的宝石学特征及密度成因

近年来,广西梧州出现一种高密度无色合成立方氧化锆(CZ),但目前对于此种人工宝石的宝石学特征研究很少。利用傅里叶红外光谱仪、X射线粉末衍射仪、X射线荧光光谱仪及LA-ICP-MS对这种高密度CZ样品的宝石学特征进行了系统研究。研究表明,高密度CZ的相对密度约为6.60,在长短波紫外光下呈强蓝色荧光;普通密度CZ样品的相对密度约为5.96,荧光惰性,其余常规宝石学参数二者几乎一致。高密度CZ中含有约32 wt%的Gd元素,确定其为Gd_(2)O_(3)作稳定剂,推测Gd元素的相对原子质量偏高而导致高密度CZ样品的密度偏高。根据LA-ICP-MS数据计算出分子式,推算高密度CZ样品的相对密度应为6.93,与实测不符。由此推断,影响其密度的因素不仅是Gd元素的相对原子质量。由于离子半径Gd^(3+)相较于Y^(3+)和Zr^(4+)偏大,推测Gd^(3+)半径偏大导致晶体常数发生变化,致使密度少许下降。

越南安沛粉红色尖晶石的宝石学特征

越南北部的安沛省是粉红色尖晶石的新产地,目前缺乏关于该产地尖晶石的研究。以越南安沛粉红色尖晶石为研究对象,采用宝石学常规仪器,激光剥蚀等离子质谱仪和紫外-可见光吸收光度计,荧光光谱仪等测试仪器进行系统性研究。结果表明,越南安沛粉红色尖晶石样品磨圆度较差,部分样品保留了原始晶形,为透明至半透明,荧光较强,表面有蚀痕等。显微镜下可见丰富的固体包裹体和液体包裹体,固体包裹体有八面体包裹体、管状包裹体等;液体包裹体大量分布在愈合裂隙中。紫外-可见吸收光谱基本一致,品红色样品由于其低V高Fe的特征,可与其他组样品区分开来。该批样品大部分显示强的粉红色荧光,强度略有差异,二维荧光光谱大致相同,显示Cr3+的特征谱线。成分测试显示该批尖晶石为镁铝尖晶石,主要化学成分为MgO和Al2O3,SiO2质量分数在0.70%~1.06%之间,CaO含量均低于0.1%,为典型的白云质大理岩型矿床尖晶石的化学特征。与其他产地大理岩型粉红色尖晶石成分特征进行对比分析,发现使用Fe/Sn、Ni、Zn等元素可将该产地尖晶石与塔吉克斯坦、坦桑尼亚的尖晶石区分,但是与缅甸尖晶石有部分重合。

非鉴定类珠宝专业“宝石学基础”课程教学改革与实践探索——以武汉工程科技学院为例

“宝石学基础”课程是珠宝类专业必修的专业基础课之一,本文从分析“宝石学基础”课程的特点出发,剖析非鉴定类珠宝专业学生在学习本课程中存在的问题。通过课程教学大纲的改革,重组教学内容,并对考核方式进行适当调整,增加简单的实践考核,以巩固理论知识。在此基础上,结合时下先进的翻转课堂和PBL教学方法,充分的激发了学生学习欲望,缓解了学生畏难情绪,使学生认识到该课程在整个专业体系中的重要性。同时深入挖掘课程思政元素,侧重美学艺术熏陶,落实立德树人的根本任务。结合实际教学经验,通过教学实践探索课程改革的路径和方法,并监测了教学改革效果,为其他相似专业课程的教学改革提供参考和依据。

四川平武雪宝顶白钨矿宝石学特征研究

白钨矿是一种稀有宝石,具粒状、块状构造,颜色为白—浅黄色,油脂光泽。雪宝顶白钨矿晶体中深橘色品种被誉为全世界白钨矿中的极品。以四川雪宝顶白钨矿为例,选取无色—橘黄色调白钨矿,使用常规宝石学特征检测仪器、红外光谱仪及紫外-可见分光光度计对白钨矿的宝石学、谱学特征进行分析研究,并对颜色成因进行初步讨论。结果表明,白钨矿折射率较高,相对密度为5.80~6.20;红外光谱尖峰主要在440 cm^(-1)、870 cm^(-1)附近,表明[WO_(4)]^(2-)孤立四面体反对称伸缩振动与Ca—O_(8)伸缩振动所致;紫外-可见吸收光光谱显示在橙黄区有吸收,尖峰主要在383 nm、584 nm、804 nm附近,表明黄色调中较浅颜色品种可能受Fe自旋禁跃影响,橘黄色调可能由Nd^(3+)激发多重态跃迁所致;此外,无色—橘黄色调白钨矿致色成因与稀土元素有关,Cu或稀土元素类质同象取代Ca,W常被Mo替代。

云南麻栗坡祖母绿的宝石学及光谱特征

通过对云南麻栗坡的3颗伟晶岩型和2颗云英岩型祖母绿的宝石学特征和谱学特征进行常规宝石学特征、紫外-可见光谱、红外吸收光谱和拉曼光谱的测试和分析。得出云南麻栗坡祖母绿的紫外吸收峰在437 nm、636 nm、660 nm和683 nm附近,主要致色离子是V^(3+);红外光谱的“指纹峰”吸收具有向高频方向偏移的特征;拉曼光谱有300~400 cm^(-1)、681~687 cm^(-1)、1000~1100 cm^(-1)的吸收特征,且在垂直晶体c轴方向的681~687 cm^(-1)的吸收强度最大。

老挝华潘华勐红宝石的宝石学及谱学特征

老挝有着矿产资源丰富的“T”型成矿带,其关于刚玉的开采历史可追溯到20世纪90年代,但目前只有针对老挝会赛玄武岩型蓝宝石的相关研究,国内外暂无对老挝红宝石的相关研究文献记载。以老挝华潘华勐红宝石样品为研究对象,采用常规宝石学测试、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见-近红外光谱仪和激光剥蚀等离子质谱仪等测试仪器对老挝红宝石样品展开系统性的基础研究。结果表明,老挝红宝石样品的颜色带紫色调,部分样品可见不规则色带和蓝色色区;内部裂隙及裂理发育,拉曼光谱测得其内部含方解石、金红石、白云母等固体包裹体和气液两相包裹体,透明度较差;主要致色元素为Cr、Fe和Ti,具有高Cr低Fe的特征,为典型的变质岩型矿床;红外光谱中除Al-O本征吸收峰,还出现明显的1982、2122、2924 cm^(-1)处的硬水铝石特征吸收峰;拉曼光谱存在7个振动峰,主要由[AlO_(6)]基团的弯曲振动和伸缩振动引起。利用微量元素Mg、V、Ti、Fe和Ga的质量分数配比关系,可初步将老挝红宝石与其他产地红宝石进行区分。