基于拉曼光谱与色度学的彩色淡水有核珍珠研究

淡水有核珍珠因为其粒径大、圆度好、色彩丰富、光泽强等优点,在珍珠市场上占据了较大份额。目前关于彩色淡水有核珍珠的致色机理尚没有一致的结论,且关于该致色物质如何使淡水有核珍珠呈现多种颜色的研究较少。基于此研究现状,选取多种颜色的淡水有核珍珠进行激光拉曼光谱与色度学研究。拉曼光谱研究发现样品具有三种不同的C—C与C C峰,且表现出对应关系:1123~1125 cm^(-1)处的C—C峰常与1506~1509 cm^(-1)处的C C峰同时出现;1132~1134 cm^(-1)处的C—C峰常与1522~1523或1525 cm^(-1)处的C C峰同时出现;1128~1131 cm^(-1)处的C—C峰常与1506~1509与1520~1523或1525 cm^(-1)的C C双重峰同时出现。依据拉曼光谱中C C键峰的差异将全部样品分为P、T、G、P+T、T+G、P+G共6种类型。结合样品的色度学参数,在同类型样品中,建立亮度L或饱和度S与其拉曼光谱中CO_(3)/C—C峰面积比的相关性,发现P型珠的亮度L与CO_(3)/C—C峰面积比有明显的正相关性,而P、T、G型珠的饱和度S都与CO_(3)/C—C峰面积比有明显的负相关性,证实三种不同的C—C与C C峰是由不同的致色物质所致。并根据拉曼谱峰将彩色淡水有核珍珠中的致色有机物归属为线性多烯类分子。线性多烯分子的拉曼峰位随着有序度的增加而红移,拉曼峰位更靠近红外区的线性多烯分子的碳骨架更长更直,这导致不同类型样品的拉曼光谱中C—C与C C的峰有所区别。此外,依据色度学参数对彩色淡水有核珍珠进行颜色系列的划分。将色调角h∈(0,15)的珍珠归为红色系列;将色调角h∈(15,45)的珍珠归为黄色系列;将色调角h∈(335,360)的珍珠归为紫色系列。

微波消解与封闭消解对植物中15种稀土元素KED-ICP-MS法测定的影响

使用微波消解法和封闭消解法对植物样品进行处理,并直接用ICP-MS法同时测定样品中的15种稀土元素。探索采用动能歧视(KED)技术下的最佳工作条件,并以Rh和Ir作内标元素校正非质谱干扰。国家一级生物标准物质测试结果表明,封闭法消解植物样品具有灵敏度高、重现性好等优点,微波消解能满足植物样品稀土元素快速测定的要求,因此两种消解方法都能为相应的研究工作提供可靠的基础数据。实际分析应用证明,KED-ICP-MS法具有干扰少、精密度好、准确度高等优点,适用于植物样品中15种稀土元素的快速测定。

铵伊利石的矿物学特征及热稳定性

伊利石是地壳中常见的层状硅酸盐矿物。当NH_(4)^(+)赋存在伊利石层间时,可形成铵伊利石。探明铵伊利石的矿物学特征和层间NH_(4)^(+)的热稳定性可为理解氮(N)的地球化学循环提供重要依据。通过多种谱学、电子显微学和热分析手段,并以伊利石(层间阳离子为K^(+))为参照,对山西省阳泉市新景矿煤层夹矸中铵伊利石的矿物学特征和热稳定性进行研究。结果表明:铵伊利石中NH_(4)^(+)占层间阳离子总数的比例约为0.86,铵伊利石的基面间距(10.344)明显大于伊利石(9.973);同时,铵伊利石的(002)∶(003)衍射峰强度比值约为1∶1,而伊利石的相应衍射峰强度比值约为1∶3;铵伊利石四面体中广泛存在Al^(3+)对Si^(4+)的类质同象置换(Al^(3+)→Si^(4+)),其层电荷密度约为0.85;层间NH_(4)^(+)的存在未对伊利石的层状硅酸盐结构骨架造成明显影响,但可引起结构羟基蓝移;铵伊利石层间的NH_(4)^(+)表现出良好的热稳定性;在400℃~700℃温度范围内,NH+4随结构羟基的脱失而逐渐分解,这暗示在受热过程中层间NH_(4)^(+)与结构羟基发生反应,产物为NH_(3)和H_(2)O。

花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征耦合性研究——以川西打枪沟矿区为例

本文采用短波-热红外光谱联合测量技术+矿物地球化学分析手段,以川西打枪沟花岗伟晶岩型Li-Be稀有金属矿床的13个钻孔岩心样品为研究对象,开展了花岗伟晶岩型稀有金属矿床蚀变系统与矿物光谱-地球化学特征的耦合性研究。结果表明:(1)研究区蚀变分带特征表现为(浅→深):白云母→白云母+钠长石→白云母+角闪石+黑云母+其他斜长石,其中Li、Be矿体均赋存于白云母+钠长石蚀变带。(2)白云母矿物地球化学计算结果显示研究区短波白云母(波长小于2200nm),形成压力在0.03~0.25GPa之间,形成深度为1.3~9.6km,相关矿化类型为Li-Be;波长位于2200~2206nm之间的白云母,形成压力在0.16~0.38GPa之间,深度为6.1~14.5km,相关矿化类型为Be;长波白云母(波长大于2206nm)形成压力为0.45GPa,形成深度为17.1km,无矿化。由此认为研究区成矿环境温度在200~500℃之间、压力在0.03~0.34GPa之间、成矿深度在1.3~14.5km之间。(3)与Li矿化相关的白云母波长均小于2200nm,位移处于10nm波动范围,说明Li矿可能形成于岩浆-热液混合期;与Be矿化相关的白云母波长最大值接近2210nm,位移具20nm波动范围,说明Be矿形成更靠近母岩,从岩浆作用后期至岩浆-热液混合期均可形成。(4)应用GF-5B高光谱遥感图像开展不同类型伟晶岩填图,结果显示研究区北部外围找矿潜力巨大,打枪沟矿区成矿母岩为桥棚子岩体。本文以短波-热红外联合测量技术,厘定了不同类型的伟晶岩光谱特征,并通过地球化学等信息确定了伟晶岩型稀有金属矿产遥感信息识别的重要标志。

结合拉曼光谱主成分分析-线性判别进行蛇纹石玉产地溯源的探索

蛇纹石是中国最早使用的玉石之一,开展蛇纹石玉的产地溯源探索,对认识中国古代玉文化发展历程,重建古代玉石贸易路线均有重要的意义。但由于蛇纹石玉产地众多,目前尚没有成熟的蛇纹石玉产地溯源的判别技术。以产自陕西汉中、甘肃敦煌、河南栾川、辽宁岫岩、山东泰安、甘肃武山6地的蛇纹石玉为研究对象,在66块样品上共采集到200个高质量拉曼光谱数据,并在对测试结果进行主成分分析(PCA)的基础上建立了线性判别分析(LDA)的产地判别模型。结果显示,不同产地蛇纹石玉的矿物组成有所差异,汉中蛇纹石玉的主要矿物成分有纤蛇纹石和利蛇纹石两种;敦煌蛇纹石玉则为纤蛇纹石和利蛇纹石的均匀混合型;泰安蛇纹石玉的主要矿物成分有利蛇纹石(墨玉)和叶蛇纹石(碧玉和翠斑玉)两种;河南栾川、辽宁岫岩、甘肃武山蛇纹石玉的主要矿物成分均为叶蛇纹石。在严格控制实验条件的前提下,将拉曼光谱数据结合PCA+LDA分析可以对不同产地的蛇纹石玉进行区分,所建立的LDA判别模型的训练集数据和测试集数据的产地判别正确率分别达到了96.25%和92.50%。这显示出利用无损检测拉曼光谱技术进行蛇纹石玉产地溯源具有潜在价值。将拉曼光谱无损检测数据结合统计学或机器学习方法来构建判别模型可能是解决蛇纹石玉产地溯源瓶颈新的技术路径。

西秦岭李坝造山型金矿床围岩蚀变特征:基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱数据信息提取

造山型金矿床蚀变范围广,是研究矿床热液蚀变分带的理想对象。由于距离矿体远近的差异,围岩存在不同的热液蚀变矿物组合。本文基于高分五号02星(GF-5B)星载高光谱遥感图像开展数据收集和蚀变信息提取工作,识别西秦岭李坝超大型造山型金矿床蚀变矿物组合。GF-5B高光谱遥感数据及近端光谱测量(Analytical Spectral Devices)结果表明,研究区蚀变类型主要有黄铁矿化、绢云母化、多硅白云母化、绿泥石化、碳酸盐化。依据野外实地考察、近端光谱测量调查方法验证,基于高光谱遥感提取蚀变信息结果较为准确。白云母与绿泥石短波红外光谱偏移通常与成矿过程中的温度压力条件有关,例如白云母矿物在2200nm附近的Al-OH组合吸收波长位置受矿石流体控制。本文根据2200nm附近的吸收位点将白云母矿物分为绢云母与多硅白云母矿物,二者蚀变模式对比鲜明。多硅白云母通常出现在接近矿体的围岩中,与成矿具有密切联系。绿泥石为远端蚀变,指示了成矿流体形成于酸性环境。二者均可作为示踪金矿化的理想光谱指示矿物。本文研究表明,高分02星星载AHSI高光谱数据在造山型金矿床成矿远景区预测中具有良好的应用效果和潜力。

上海博物馆藏北阴阳营遗址出土玉器的谱学分析及新发现

北阴阳营遗址出土玉器面世近70年来一直缺乏科学测试分析。针对上海博物馆藏13件北阴阳营玉器,进行了超景深光学显微系统(OM)观察和红外光谱(FTIR)、便携式X射线荧光光谱(pXRF)、激光拉曼光谱(LRS)无损测试分析。谱学结果确认其材质包括云母质玉、石英质玉和符山石玉。结合前人感性鉴定结果,证实北阴阳营文化时期使用透闪石玉的比例确实较低。此外,拉曼谱学分析首次发现北阴阳营云母质玉中含金红石、独居石和红磷铁矿等特殊矿物包裹体,且有高铝低铁的化学成分特征,指示其为中酸性火山岩的热液蚀变产物,其母岩形成于较高温富Ti的地球化学环境。鉴于长江下游地区有较多中生代火山岩、次火山岩分布,有产生中低温热液蚀变云母类岩其母岩石的可能,且史前多处遗址有云母质玉器的考古发现,推测其原料有较大可能为就近取材,但确切的结论仍需进一步科学研究验证。

黄绿色羟基磷铝锂石的谱学特征及其颜色成因

磷铝锂石为含F和OH的连续固溶体矿物,属于一种稀有宝石品种,然而国内对其鲜有研究报道,尤其对快速无损估计F含量从而确定宝石名称以及宝石颜色成因研究较少。对市场上收集的黄绿色宝石级磷铝锂石分别进行常规宝石学、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)测试与分析。常规宝石学测试结果显示较高的折射率和较低的相对密度的特征均指示研究样品属于羟磷铝锂石端元。研究样品在400~1500 cm^(-1)的红外光谱指纹区表现为430 cm^(-1)的吸收谱带,归属Li—O键的弯曲振动;494、546、604和664 cm^(-1)的吸收为PO43-的弯曲振动和AlO6键的伸缩振动共同作用所致;~832 cm^(-1)为OH的弯曲振动(δOH);~1032、~1090、~1211 cm^(-1)为PO43-的伸缩振动。~3386 cm^(-1)左右,是OH的伸缩振动(νOH)。拉曼光谱显示样品具有305、430、489、648、806、893、1013、1058、1107、1193和3367 cm^(-1)等典型拉曼峰。在3367 cm^(-1)左右的相对较宽的峰是典型的OH伸缩振动,1000~1200 cm^(-1)之间的一组峰是PO43-的非对称伸缩振动(V3)。在600 cm^(-1)以下的拉曼光谱峰,为PO43-的非对称伸缩振动和Al—O键的伸缩振动所致。通过利用折射率高值指数、红外和拉曼光谱指数对磷铝锂石F含量进行了综合估算,折射率高值指数nγ、拉曼光谱中3367 cm^(-1)左右的峰值和1058 cm^(-1)左右的峰值之差以及3367 cm^(-1)附近拉曼峰的半高宽(FWHM)指数是氟磷铝锂石-羟磷铝锂石系列中F含量的良好指标,可被用于快速和间接地半定量估计磷铝锂石刻面宝石的F含量。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱LA-ICP-MS结果显示,研究样品的主要元素组成为P2O5、Al_(2)O_(3)和Li_(2)O外,还含有微量的Fe,与羟磷铝锂石的化学成分相符。Fe在磷铝锂石中以类质同象取代Al,O^(2-)—Fe^(3+)之间电价转移,Fe^(3+)—Fe^(2+)价键间电荷转移和Fe^(3+)的d—d轨道的自旋禁阻跃迁同时对蓝紫区和橙红区的吸收,与紫外-可见光谱测试结果反映出蓝紫区(300~420 nm)和黄橙区(590 nm附近)的吸收较为一致,可能是导致羟磷铝锂石呈黄绿色调的主要原因。

北羌塘盆地东部上三叠统矿物成分特征分析及其地质意义

本文以羌塘盆地雀莫错地区上三叠统地层为研究对象,利用红外光谱扫描获取岩心的矿物类型、含量、组合特征等信息,分析各主要矿物的空间变化规律,结合微观空间结构特征,研究该地层的沉积、储层及地质作用。结果表明:上三叠统矿物以碳酸盐和碎屑矿物为主,垂向上呈现规律性变化,其中碳酸盐矿物含量随深度增加逐渐增加,反之,石英、长石及黏土矿物等逐渐降低。黏土矿物以伊利石-蒙脱石为主,高岭石少见;绿泥石主要分布于上部巴贡组碎屑岩中;整体未见明显的白云石化现象。巴贡组以细颗粒沉积物为主,岩性致密,粒间孔、溶蚀孔少量发育,零星可见黏土矿物孔和微裂缝。波里拉组储集空间以微米级别孔隙为主,孔隙类型主要为晶间孔和黏土矿物孔。基于矿物和微观空间特征分析,研究区晚三叠世沉积环境由早期的深水沉积逐渐转换到浅水三角洲沉积,矿物成分从碳酸盐沉积转变为碎屑岩沉积,认为巴贡组地层早期为烃源岩主要发育期,黄铁矿等矿物存在指示还原环境,有利于烃类的生成和保存。

昌化“硬地”鸡血石及其相似玉石的矿物学和谱学特征对比研究

随着鸡血石矿产资源的枯竭,市场上出现了种类繁多的鸡血石相似玉石品种,它们的主体矿物组成大多为石英,易与传统的昌化“硬地”鸡血石相混淆。为鉴别和定名此类鸡血石相似玉石,本文利用X射线粉末衍射、红外光谱、拉曼光谱和扫描电子显微镜等测试方法对产自四川、贵州、西安、云南的鸡血石相似玉石样品与昌化“硬地”鸡血石样品的矿物学和光谱学特征进行对比分析。结果表明:(1)X射线粉末衍射显示昌化“硬地”鸡血石样品的主要矿物组成为石英和地开石;不同产地鸡血石相似玉石样品的主要矿物组成为石英和碳酸盐矿物;(2)根据红外光谱的峰形特征可以较快地区分昌化“硬地”鸡血石和鸡血石相似玉石样品,后者在红外光谱常出现1450、881、729 cm^(-1)处的碳酸盐吸收峰,而“硬地”鸡血石样品显示为石英的特征峰位;(3)拉曼光谱结果表明,所有样品均含有石英特征峰,四川、贵州、云南鸡血石相似玉石样品含有方解石的特征拉曼位移,西安样品出现白云石的拉曼位移。“硬地”鸡血石的基质部分含有锐钛矿,而在其他产地的鸡血石相似玉石样品中未见锐钛矿。对于辰砂周围的黄色矿物,“硬地”鸡血石样品是黄铁矿,而贵州样品的黄色部分为雄黄;(4)扫描电子显微镜结果显示“硬地”鸡血石和相似玉石的微形貌特征差异主要集中在碳酸盐矿物,相似玉石样品中的碳酸盐矿物为片状,片与片之间呈叠瓦状堆叠,常见碳酸盐矿物的解理面和阶梯状断口,而“硬地”鸡血石未见此类现象。根据测试结果和国标规定,建议将此类鸡血石相似玉石定名为含辰砂的碳酸盐-石英质玉石。

山东栖霞杨础地区包裹体及稳定同位素地球化学特征及其意义

栖霞杨础地区属于胶辽隆起区,该地区广泛发育太古宙变质深成岩,元古宙变质表壳岩,中生代沉积岩、火山岩、酸性侵入岩以及新生代沉积物,主构造线呈NE向,是主要的控矿构造,其内赋存有众多中小型金矿床。本文通过对该区域内新发现的金及多金属矿化点的矿(化)体的特征及部分矿石的流体包裹体、同位素等特征分析,初步查明了该地区金及多金属矿床成因并建立了成矿模式。

辐照处理前后阿富汗锂辉石的颜色变化和三维荧光特征

目前天然产出的锂辉石可使用辐照改色的方法来达到提升其价值的目的,但是对于辐照锂辉石的谱学特征等信息并不完备。本文旨在通过电子辐照前后锂辉石的光谱特征分析其内部缺陷变化,为锂辉石缺陷分析及改色工艺提供一定的支撑。利用紫外-可见光光谱、荧光光谱对电子辐照前后浅紫粉色以及浅黄色阿富汗锂辉石样品进行分析,并对比荧光及磷光变化特征。结果显示,电子辐照后浅紫粉色锂辉石样品转变为翠绿色,粉橙色荧光明显增强,并出现粉橙色磷光;电子辐照后浅黄色锂辉石样品黄色调增加,大部分样品荧光无明显变化,而少数样品局部变为翠绿色,并在变色区域可见粉橙色荧光与磷光;紫外-可见光光谱显示辐照后呈翠绿色的锂辉石均在630 nm处出现吸收峰,浅黄色锂辉石辐照后局部变翠绿色,其Fe^(3+)吸收峰减弱;三维荧光光谱结果表明,电子辐照前后锂辉石样品中有λ_(em)=450 nm、λ_(em)=610 nm及λ_(em)=700 nm荧光区,辐照后荧光区存在不同程度的增强,辐照后变为翠绿色锂辉石有λ_(ex)=350 nm和λ_(ex)=600 nm荧光中心增强现象,这与强粉橙色荧光出现的现象相吻合。通过判断紫外-可见光光谱中是否存在630 nm处吸收峰以及三维荧光光谱中是否存在明显的λ_(ex)=350 nm和λ_(em)=600 nm荧光中心(粉橙色荧光)可以辅助判断锂辉石是否是经过辐照处理。

有机质激光拉曼光谱温度计应用——以鄂西灯影组为例

激光拉曼光谱测试是一种快速、简便且对样品无损的分析方法,在评估深时地质样品中碳质物热演化历史方面具有显著优势,但在其使用过程中还存在较大的争议。以鄂西地区灯影组碳酸盐岩为研究对象,通过批量激光拉曼光谱测试,计算获得平均拉曼温度为201~226℃,该温度变化在可接受的范围内。灯影组白马沱段与蛤蟆井段白云岩拉曼温度偏高且较为稳定,而石板滩段灰岩单个样品拉曼温度范围较广(180~230℃),在不同有机质富集程度下拉曼光谱特征差异大,垂向上温度波动也较为明显,I_(1350)/I_(1600)值(0.5~1.5)在石板滩段也呈现相似的分布特征,但其与有机碳同位素比值(δ^(13)C_(org))、总有机碳(TOC)含量之间不存在相关性。结果表明,有机质激光拉曼光谱(RSCM)温度计在评估深时地质样品埋藏变质温度具有较大潜力,在使用时应以同一盆地中最高变质温度为准,并增大单个样品中数据采集点数以减少误差;灯影组有机质拉曼温度不均一性是由于不同有机质富集程度的不均匀热演化程度导致的,其总体上处于极低级埋藏变质温度条件,有利于埃迪卡拉后生动物化石的保存。

热处理宝石级黄色榍石的光谱特征与颜色成因初探

榍石是钙钛岛状硅酸盐矿物,晶莹剔透者可作宝石,其中Ca^(2+)、Ti^(4+)、Si^(4+)可被其他元素所替代。选取黄色榍石进行热处理,结果显示样品在700℃及以上的氧化气氛中加热,变为棕红色,还原气氛再次加热可褪回黄色。电子探针成分分析显示,样品成分与标准榍石成分一致,含少量FeO(均值0.601wt%)、Al2O3(均值0.210wt%)。中红外反射光谱1600~400cm^(-1)与标准榍石一致,可见由O—Si—O和Si—O振动引起的吸收;中红外透射光谱4000~2000cm^(-1)处可见O—H振动引起的吸收,并伴有3450cm^(-1)为中心的吸收宽带;近红外光谱10000~4000cm^(-1)处可见O—H振动引起的吸收。紫外-可见吸收光谱显示,榍石样品(未加热)的黄色是Fe^(2+)类质同象替代Ti^(4+)占据八面体位产生Fe^(2+)→Ti^(4+)(IVCT)电荷转移形成的420nm吸收带,及由O_(2)^(-)→Fe^(2+)和O_(2)^(-)→Fe^(3+)间电荷转移所致450nm向紫外的强吸收边所致;氧化热处理变棕红是因为部分Fe^(2+)变为Fe^(3+),产生Fe^(2+)→Fe^(3+)(IVCT)所致的540与450nm向紫外强吸收边的叠加。

雪宝顶白钨矿的谱学特征及主微量元素分析

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,荧光性明显。四川平武雪宝顶白钨矿矿床为围岩蚀变较弱的脉状热液巨晶宝石级矿床,产出白钨矿颜色饱和度较高,具完美晶型且色泽纯正,与绿柱石、锡石和白云母共生。该研究选取雪宝顶近无色-橘黄色调白钨矿为研究对象,使用X射线粉晶衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析仪、紫外-可见分光光度计、激光拉曼光谱仪、电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)的综合分析,结合矿物学、谱学与主微量元素特征,确定近无色-橘黄色调白钨矿的矿物成分、晶体结构、特征鉴别谱带、致色离子以及主微量、稀土等化学组分含量,探讨白钨矿稀土元素含量与颜色成因关系,为雪宝顶近无色-橘黄色调白钨矿提供诊断性鉴别依据。研究结果表明,白钨矿结晶程度较好,化学成分均匀,无明显间断,矿物成分含量相对集中,共生矿物多为白云母和伊利石。样品具典型的白钨矿红外特征峰440、809和870 cm^(-1)及与Ca_(2+)有关的448 cm^(-1)特征峰,谱峰显示色调越深者吸收度越高;拉曼特征峰909 cm^(-1)和Ca—O晶格振动峰207 cm^(-1),随色调加深强度加深;紫外吸收峰表现为橙黄区强吸收,尖峰在383、570、584和804 nm附近,近无色调者仅具383 nm尖峰,黄色调较浅者近紫外区Fe^(3+)吸收度较低,黄色调较深者蓝紫区Fe^(3+)强吸收且其橘黄色调由Nd^(3+)所致;白钨矿化学组分WO_(3)和CaO质量比接近甚至超过理想值,近无色者含量相对集中;微量元素中Fe元素与色调呈正相关,黄色调越深者,含量越高;稀土总量变化范围大,轻稀土更为富集,具明显的Eu负异常,Ce异常不明显。浅黄色调受微量元素Si、Fe元素及Fe^(3+)的d—d电子跃迁影响,黄色调受微量元素Mn、Fe元素及Fe^(3+)的电子跃迁所致,橘黄色调受稀土Nd和Sm元素影响较大。

湖北金银山锑矿蚀变矿物红外光谱特征及找矿应用

鄂南锑矿地区是我国重要锑矿产地之一,研究区内发现过大量锑多金属矿床(点)。目前随着浅部锑矿资源被开发殆尽,以往对中深部的找矿勘查仍未有新的进展,因此急需寻找一套快速有效的勘查方法,对该地找矿模型与预测方面进行深入研究,以扩大资源量和找矿成果。本文以金银山锑多金属矿床作为研究对象,利用短波红外光谱技术(SWIR)对于金银山锑矿ZK3101、ZK2701钻孔岩心进行光谱扫描,厘定获得了金银山锑矿蚀变矿物种类、组合、波谱参数等信息,并划分出蚀变矿物分带,分析矿化与蚀变矿物分带之间的关系。金银山锑金矿主要蚀变矿物有云母类、绿泥石类、碳酸盐类等,其中绢云母化带与成矿关系密切。通过计算绢云母族矿物Al—OH光谱特征参数,发现矿化部位绢云母结晶度(IC值)与Al-OH 2200nm特征峰吸收峰位值(Pos 2200)出现低值异常(IC<2, Pos 2 200<2 205 nm),可作为有效的示矿指标。认为应用短波红外光谱技术可以快速圈定锑金矿体,有效指导矿产勘查,降低找矿成本,提高勘查效率,实现找矿突破。

一颗含八面体金刚石及对称云雾状包裹体的褐色刻面钻石

金刚石包裹体保留了金刚石形成时的大量信息,不同包裹体类型对应不同的生长环境。金刚石中包裹金刚石包裹体的研究较少,学者对其成因产生了热烈探讨,但是对于金刚石中包裹体的研究通常需要进行破坏性制样,该类研究方法不适用于成品钻石研究测试。利用拉曼光谱成像技术,获得高分辨率的拉曼光谱面扫描图像,结合红外光谱、光致发光光谱以及三维荧光光谱对一颗含有金刚石包裹体和云雾状包裹体的刻面成品钻石进行无损研究。样品体色呈褐色并伴有绿色调,透过台面可见其亭部围绕亭尖的深褐色环带状以及深褐色对称放射状云雾,肉眼可见中间一晶体,显微特征显示其为八面体晶形,长波紫外灯下有明显绿色荧光。根据红外光谱可知该钻石为Ⅰa型,深褐色对称放射状云雾与钻石富氢相关,其褐色体色与非变形相关缺陷和变形相关缺陷有关。低温液氮光致发光光谱测试可知钻石存在H4中心,推断该钻石可能经过放射性辐照和高温退火过程,PL谱峰中545和563 nm处与氢缺陷有关,637 nm处与NV-缺陷中心有关,741 nm处GR1缺陷是导致钻石带绿色调的原因,钻石经过天然辐照,在驻留过程中未曾经历过高温环境。三维荧光光谱验证了钻石在长波紫外荧光下发出的强绿色荧光与λ_(em) 520 nm处为宽荧光峰有关,最佳激发波长位于λex 420 nm处,该荧光中心与H3有关,进一步验证了该钻石经历了辐照和退火过程。通过拉曼光谱确认样品中八面体晶体为金刚石包裹体,根据拉曼面扫描结果,包裹体边缘的谱峰频移相差较大,金刚石包裹体存在一定的应力,通过推算残余应力最大约为0.49 GPa,包裹体结晶过程中间结晶速度较边部更快,包裹体和寄主接触位置存在残余应力可能与其在结晶过程中温压条件发生变化有关。另外,钻石中含有的杂质较多,也可使其产生一定的晶格畸变。

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。

变色石榴石的谱学特征及变色机理探究

变色石榴石是指具有变色效应的石榴石,其矿物成分通常为含有Cr、V等微量元素的镁铝榴石、锰铝榴石或镁铝-锰铝榴石。选取五组不同色调(深绿色、灰蓝色、黑灰色、黄绿色、棕灰色)的变色石榴石,通过常规宝石学仪器、傅里叶变换红外光谱仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪和紫外-可见分光光度计对其进行测试分析,探讨其致色机理及变色成因。结果表明,本文样品是富含Mn^(2+)、Fe^(2+)、V^(3+)、Cr^(3+)的镁铝-锰铝榴石,且具少量的钙铝榴石和铁铝榴石端元成分。紫外-可见吸收光谱和化学成分分析指示Mn^(2+)、Fe^(2+)、V^(3+)、Cr^(3+)过渡金属离子的存在导致了本文中变色石榴石样品的颜色和变色效应:以576 nm为中心的黄区宽缓吸收带与Cr^(3+)d-d轨道自旋允许跃迁4A_(2g)→4T_(2g)和V^(3+)d-d轨道自旋允许跃迁^(3)T_(1g)→^(3)T_(2g)相关;400~460 nm中的422 nm吸收带与Mn^(2+)d-d轨道自旋禁阻跃迁^(6)A_(1g)→4Eg有关,457 nm处吸收峰与Fe^(2+)d-d轨道自旋禁阻跃迁^(5)T_(2g)→^(5)E_(g)相关;当400~460 nm吸收强度相对较大时,Mn^(2+)和Fe^(2+)对颜色的贡献度增加,变色石榴石在日光灯下呈黄色调;当400~460 nm的吸收强度相对较小时,Cr^(3+)和V^(3+)在黄区的宽缓吸收带强度相对较大,对颜色的贡献度增加,变色石榴石在日光灯下呈现蓝绿色调;以576 nm为中心的宽缓吸收带与400~460 nm强而窄的吸收带将可见光分隔成以506 nm为中心的绿区透过窗和660 nm以上的红区透过窗,两个透过窗的透过率相当,不同的样品选择性透过这两个可见光区域,加之日光灯含较多的蓝绿色成分,白炽灯含较多的橙红色成分,样品在不同光源下的颜色产生差异,最终形成变色效应。

新型技术在小颗粒钻石快速排查中的应用

NGTC深圳实验室对实验室培育钻石(亦称合成钻石)的研究已开展多年,然而市场上实验室培育钻石的技术不断进步,给检测实验室培育钻石增加了难度。为了在无色钻石厘石中更加快速精准地排查出实验室培育钻石、合成立方氧化锆、合成碳硅石,笔者采用新型技术相关的智能化检测仪器,如宝石高清发光图像观察仪DT、珠宝首饰观察测试仪DDO3210N、多功能光致发光光谱仪MIP-100,并结合红外光谱仪对天然与实验室培育钻石样品进行进行宝石学测试,并且分析、总结数据,旨在进一步完善鉴定实验室培育钻石的研究资料,并为市场提供更权威、更准确、更高效的检测技术参考。