赞比亚Kagem祖母绿的宝石学及谱学特征研究

赞比亚祖母绿在国内珠宝市场占有重要地位,具有极高的经济价值,为丰富该产地祖母绿的溯源信息,采用常规宝石鉴定仪器,结合激光拉曼光谱仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见-近红外光谱仪等测试分析方法,对赞比亚Kagem矿场所产的祖母绿进行综合测试,旨在研究Kagem祖母绿的宝石学、化学成分和谱学特征,为识别该产地祖母绿特征以及产地溯源提供实际有效的方法。研究结果表明:赞比亚Kagem祖母绿样品的颜色呈绿色-蓝绿色,折射率约为1.580~1.595,略高于其他产地;具有弱-中等强度的二色性,颜色呈蓝绿/黄绿色;在查尔斯滤色镜下颜色不发生变化;在长波和短波紫外荧光灯下荧光呈惰性。放大观察,可见样品内部含有丰富的固相包裹体,气液两相包裹体多呈椭圆状或扁条状,气体体积约占整个包裹体的1/3。激光拉曼光谱测试显示,样品中的管状包体为阳起石,黑褐色金属矿物为磁铁矿,黑色不规则包体为碳质包体,柱状包体为钠长石。化学成分最能凸显赞比亚Kagem祖母绿的产地特征,与其他产地相比,Kagem祖母绿的致色元素表现为富Cr贫V,化学成分特征为高Fe、高Mg和高碱金属元素。分析红外光谱可知,该产地祖母绿中Ⅰ型水的特征吸收峰主要在7268和7140 cm^(-1)处,Ⅱ型水的特征吸收峰主要在7075、6840、5340、5205和1619 cm^(-1)处,Ⅱ型水的红外吸收峰整体强于Ⅰ型水,表明Ⅱ型水的相对占比大于Ⅰ型水,这一特征可与贫碱结构水类型的祖母绿产地相区分。祖母绿的紫外-可见-近红外吸收光谱主要由Cr^(3+)、Fe^(2+)和Fe^(3+)的吸收峰构成,吸收峰的峰位和吸收强度在不同方向上略有差异。

基于SPSS因子分析和判别分析的祖母绿产地溯源

宝石的产地溯源一直是珠宝行业关注的重要课题,产地效应与宝石的价格密切相关,而计算机和人工智能的发展也让数学模型应用于更广泛的领域。为了研究来自不同产地的同种宝石的产地判别方法,消除传统产地溯源方法的主观性、经验性和不可控性,本文利用自测的和前人总结的不同产地祖母绿的化学成分数据,结合SPSS的因子分析和判别分析对来自赞比亚、澳大利亚、马达加斯加、巴基斯坦等九个不同产地的242个祖母绿样品进行产地判别。所使用的元素变量为Li、Na、K、Rb、Cs、Sc和Ga含量,结果表明:(1)因子分析及线性回归的多重共线性分析可得,这七组元素变量之间不存在明显的多重共线性,同时因子分析的KMO值略小于0.6,即它们之间的相关性不明显;(2)判别分析可知,利用这些元素含量对九个产地的祖母绿进行产地判别的回代判别正确率为95.9%,交叉验证判别正确率为91.7%,判别模型的判别正确率高,模型具有很好的区分度。因此利用不同产地祖母绿中的碱金属化学元素作为变量建立判别模型对其进行产地溯源是具有很大潜力的。

黄绿色葡萄石的热处理研究

葡萄石是一种含水硅酸盐,市场上出现的葡萄石以黄色及绿色居多,也出现过少量橙红色的葡萄石。近几年葡萄石逐渐热门起来,其晶莹润泽的特点非常符合东方人的审美,国内外对于优质葡萄石的需求量也在不断增加。市面上热处理常用于对宝石的颜色和净度进行改善,本研究尝试对黄绿色葡萄石进行加热处理,探究其外观变化。在热处理实验中笔者选取了6颗黄绿色葡萄石,加工中通过控制其变量因素,之后进行红外光谱仪及紫外可见光光度计的测定,并分析热处理前后的峰值变化。

“达碧兹”海蓝宝石的谱学特征及结构研究

"达碧兹"结构是指由"臂"、"核"和主体部分组成的特殊结构。本文采用多种现代测试手段对"达碧兹"海蓝宝石进行测试,分析了其光谱学特征,并对其结构成分进行了研究。结果表明,其红外光谱符合贫碱结构水型绿柱石特征。拉曼光谱测试表明其"核"、"臂"和主体部分成分一致,均为绿柱石。紫外-可见光吸收光谱测试表明,Fe^(2+)同时存在于八面体和隧道中,八面体中的Fe2+是导致样品呈现蓝色的主要原因。成分分析测试结果显示,"达碧兹"结构中六边形"核"的外围及"臂"中的铁含量最高,蓝色调也最深。"臂"的位置与六方柱晶面位置一致,属于"类达碧兹型"宝石。显微特征表明"臂"是由大量定向排列的絮状包裹体构成的,结合晶体层状生长理论可知该包体是由晶体层状向外生长过程中所形成的缺陷和平行连生共同导致的。

红外光谱在常见优化处理宝石鉴定中的应用

选取市场上常见优化处理(充填处理和覆膜处理)宝石进行常规宝石学测试和红外光谱特征研究。研究发现,利用常规宝石学特征无法区分优化处理宝石,但红外光谱特征却可以准确快速地判定。测试结果表明,采用透射法观察2800~3200 cm^(-1)范围内的吸收谱带可以鉴定宝石是否经过有机物充填处理,在充油宝石和浸蜡宝石中可见2850,2928,2966 cm^(-1)附近的吸收谱带,充胶宝石的特征鉴别谱带在3035,3056,3095 cm^(-1)附近,吸收谱带越强充填程度越高。铅玻璃充填宝石的鉴别特征为2235 cm^(-1)和2609 cm^(-1)附近的谱带。红外反射法可以直接鉴定人造树脂材料覆膜处理的宝石。