基于HSB颜色空间的南红玛瑙颜色特征及定量分级研究

近些年,南红玛瑙在珠宝市场上,价格不断上升。颜色作为影响南红玛瑙质量评价的最主要因素,南红玛瑙市场价格的高低与其密切相关,但目前国家尚未出台南红玛瑙相关的分级标准。为了使南红玛瑙颜色的评定过程更加客观、科学和规范,开展了南红玛瑙颜色分级的相关研究。利用灯箱和相机获取样品颜色图片,基于HSB颜色空间,对采集到的南红玛瑙颜色图片进行颜色量化。利用Origin和SPSS软件,对所得颜色量化数据的色调、饱和度和明度(HSB)参数进行统计分析。结果表明,在95%置信区间内红色系南红玛瑙的色调(H)主要分布于[3.20°,17.52°]区间内;饱和度(S)主要分布在[63.82%,92.69%]区间内;明度(B)主要分布在[42.97%,75.37%]区间内,统计结果与南红玛瑙颜色的肉眼观察特征一致。结合肉眼观察特征,借助二阶聚类分析,对红色系南红玛瑙的颜色分级进行了尝试:将色调分为红(R)、橙红(oR)、红橙(rO)3个类别;将饱和度分为浓(S1)、中(S2)、浅(S3)3级;将明度分为亮(B1)、中(B2)、暗(B3)3个级别。对于不同颜色品种,在饱和度方面,柿子红、水红、锦红大于其他品种,冰红和玫瑰红为中等,冰粉的为最低;在明度方面,冰橘和水红最高,柿子红、冰红和冰粉中等,锦红和玫瑰红最低。以上述数据分布特征为基础,结合颜色分级结果,对市场中出现的南红玛瑙的不同颜色名称进行科学的区分并给出推荐的HSB数值参考范围。

两类南红玛瑙仿制品的光谱学特征

南红玛瑙是我国珠宝市场上常见的红色玛瑙品种之一。南红玛瑙市场火热且仿制品层出不穷,但对于南红玛瑙仿制品在材质和谱学特征上与天然南红玛瑙差异的研究较少。选取市场中出现的两类南红玛瑙仿制品和天然南红玛瑙作为研究对象,对常规宝石学特征、显微特征、紫外-可见光谱、拉曼光谱以及红外吸收光谱进行了测试。研究结果表明:两类南红玛瑙仿制品主要成分与天然南红玛瑙相同,均为石英,其折射率、密度、硬度、颜色、光泽等物理性质与南红玛瑙相近,短波和长波紫外光下均呈惰性。第一类仿制品(FZP-1)仿制对象为樱桃红手链,紫外可见光光谱240~570 nm处存在一宽吸收带,呈浅橙红色。显微镜下观察到FZP-1呈粒状结构,见红色染料沿裂隙分布,呈“丝瓜瓤”状,是典型染色石英岩的结构特征;第二类仿制品(FZP-2)仿制对象为柿子红手链,紫外可见光光谱从240~540 nm处存在一宽吸收带,呈橙黄色。FZP-2呈隐晶质结构,表面可观察到条带状和“指甲纹”状构造,切面可见三层不同的颜色分带且明显沿打孔处分布,指示该仿制品经过染色处理与热处理。天然南红玛瑙(TR)为隐晶质结构,内部含有红色点状赤铁矿,与两类仿制品的内部结构具有明显的差别。两类仿制品与天然南红玛瑙红外光谱均显示仿制品具有石英的典型光谱特征,在1100~1250,600~800和300~600 cm^(-1)范围内均存在吸收峰,分别归属于Si—O—Si的非对称伸缩振动、Si—O—Si的对称伸缩振动和Si—O—Si的弯曲振动。两类样品800 cm^(-1)峰均存在分裂,指示结晶程度良好。FZP-1的显微红外光谱测试发现颗粒间隙在2800~3200 cm^(-1)范围内存在有机物相关峰位,以2916和2848 cm^(-1)强峰为特征,由C—H的伸缩振动引起。拉曼光谱测试结果显示,两种样品中除石英的有关峰位外,FZP-1在915和1337 cm^(-1)等处存在与其有机染料相关的峰,由饱和C—H的弯曲振动引起,与显微红外光谱结果一致。FZP-2的拉曼光谱显示在502 cm^(-1)存在与斜硅石相关的峰。根据斜硅石与石英特征峰强度比值计算两者的相对含量,结果显示斜硅石与石英的相对含量比约为0.15~0.16,远高于天然南红玛瑙。根据国家标准第一类仿制品应定名为染色石英岩玉,第二类样品应定名为玛瑙。

“撒金花黑青玉”的宝石学特征与成因矿物学研究

"撒金花黑青玉"是市场中新出现的一种玉石,整体为墨绿色,表面可观察到明显的黄色金属矿物。采用偏光显微镜、X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针等测试手段,对"撒金花黑青玉"的结构、矿物组成和成因进行了深入分析。测试结果显示:(1)"撒金花黑青玉"主要矿物成分为绿泥石(45%)、阳起石(45%)、黄铁矿(10%),其中绿泥石为三八面体结构;(2)阳起石呈纤维状变晶结构,绿泥石呈鳞片状变晶结构,黄铁矿呈浸染状分布于由绿泥石与阳起石组成的玉石内;(3)样品中阳起石主量元素组成在透闪石-阳起石-铁阳起石的Mg/(Mg+Fe2+)-Si分类图解中进行投点,落在阳起石范围内,与X射线粉末衍射结果一致。样品内绿泥石在Fe-Mg-(Al+)分类图解中投点落在镁绿泥石与I型三八面体绿泥石范围内;(4)阳起石中Mg/(Mg+Fe2+)值(=0.89)、绿泥石中Al/(Al+Mg+Fe)值(<0.35)与绿泥石中较高的Mg/(Mg+Fe)(=0.85)指示样品原岩为富镁超基性岩;(5)利用绿泥石化学成分标型对其形成环境进行估算,结果指示样品形成于相对还原的中低温环境且经历多期变质作用。鉴于"撒金花黑青玉"中含有较多的绿泥石组分以及形成环境与软玉具有较大的差异,依据现行国标,不建议将"撒金花黑青玉"定名为和田玉,建议定名为阳起石质玉(含绿泥石)。

颜色不稳定黄色蓝宝石的谱学特征与颜色成因

颜色不稳定黄色蓝宝石广泛存在市场中,如何有效鉴别颜色不稳定黄色蓝宝石的特征是当前宝石学研究的热点。利用改色实验、紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱对颜色不稳定黄色蓝宝石进行深入的谱学特征研究。改色实验表明斯里兰卡黄色蓝宝石中部分存在光致变色的现象,短波紫外光会导致样品着色,而太阳光会导致样品褪色。紫外光照后黄色蓝宝石的颜色由稳定部分和不稳定部分共同组成。颜色不稳定蓝宝石的“着色态”和“褪色态”紫外-可见光谱可见明显的蓝紫区吸收,这可能与蓝宝石中O^(2)-—Fe^(3+)的电荷转移有关,导致了蓝宝石稳定的黄色调。蓝宝石的紫外-可见光谱在“着色态”相比“褪色态”可见明显的蓝紫区吸收增强,可能由于紫外光照射增强了O^(2)-—Fe^(3+)之间的电荷转移。紫外-可见光谱测试表明样品中具有弱的与Fe有关的吸收峰,这与样品含有较低的Fe含量一致,不足以产生稳定黄色调。三维荧光光谱分析结果表明颜色不稳定黄色蓝宝石的“着色态”和“褪色态”具有一致的激发光波长Ex=325~335 nm、发射光波长Em=560~570 nm的特征荧光中心,在“着色态”时的荧光强度明显高于“褪色态”。含铁黄色蓝宝石具有荧光效应且特征的荧光中心可作为识别这种颜色不稳定黄色蓝宝石的潜在鉴定手段。综合报道了颜色不稳定黄色蓝宝石的谱学特征与可能的颜色成因,为识别颜色不稳定的蓝宝石提供了鉴定依据,同时为后续改色处理的工艺提供了理论基础。

花开花落两由之

在某杂志上读过这样一个故事：一个小孩在公园散步，他想尽力多吸入一些新鲜的空气，所以他不停地吸啊吸。恰好，一位老者路过，看到小孩怪异举动后前去询问，小孩告诉了他。他教小孩说：