福建寿山高山石与坑头石的矿物学特征

运用显微硬度测试仪、静水称重法、X射线粉晶衍射仪、傅立叶红外光谱仪、原子吸收分光光度计、环境扫描电镜等测试手段,对福建寿山高山石和坑头石的矿物学特征进行了研究。结果表明,高山石含有多种高岭石族矿物,其中以地开石为主要矿物;坑头石中除含有地开石外,还存在相当数量的珍珠陶石以及地开石-高岭石、地开石-珍珠陶石的过渡矿物。认为寿山石的透明度与矿物颗粒的粒度、结晶程度有关。另外,发现铁离子为黑色寿山石的主要致色离子,寿山石中的裂解主要由矿物颗粒间定向排列造成。

白色-浅灰色高山石与昌化石产地鉴别谱学初探

我国印章石文化源远流长。寿山石和昌化石是我国著名的印章石品种,但是其价格存在一定的差异。高山石是寿山石中的主要品种,市场占有率高。为了有效进行产地鉴别的初步研究,选择白色-浅灰色高山石与昌化石,以避免致色矿物或致色元素对产地鉴别的干扰。采用傅里叶变模红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(LRM)、和激光剥蚀-等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析白色-浅灰色的高山石和昌化石的矿物组成和痕量化学成分,并结合两者的物理性质,探究两个产地的印章石的异同和鉴别方法。白色-浅灰色高山石颜色较昌化石均一,高山石透明度整体上较好,两者密度和折射率非常相近。根据红外光谱指纹区谱峰,可以确定白色-浅灰色的高山石和昌化石的基质均以高岭石族矿物为主要成分。高岭石族矿物中羟基在结构中的占位不同,因此在红外光谱中羟基伸缩振动吸收峰的数目与形态各不相同。根据红外光谱中官能团区的羟基峰形态和数目的测试结果,可知高山石的主要矿物成分为有序地开石,而昌化石样品中的主要矿物成分为无序地开石,两者均可含有少量高岭石。利用拉曼光谱对两者的砂钉状及棉点状杂质矿物成分进行了研究,发现高山石中杂质矿物成分较简单,暗色砂钉为黄铁矿,透明砂钉为石英;而昌化石中的杂质矿物成分较复杂,含有赤铁矿、金红石、锐钛矿、石英和重晶石。对比两者中地开石的LA-ICP-MS数据发现,高山石中Ge元素含量较高,而昌化石中V和Zn元素含量较高。根据Ge/Zn元素含量比值,高山石基本大于0.2,昌化石基本小于0.2;而根据Ge/V元素含量比值,昌化石大部分小于0.1,而高山石分布在0~1.0之间。两个产地Ge/V—Ge/Zn散点分布不同,区分度可达90%以上。白色-浅灰色的高山石和昌化石的颜色、密度和折射率等物理性质均相近,仅通过外观特征和物理性质较难准确将两个产地的白色-浅灰色印章石区分开。但是两者的杂质矿物种类和含量不同,杂质矿物成分的和分析可以作为两者产地的鉴别依据之一。另外,两者的痕量元素化学成分不同,根据它们的Ge/V—Ge/Zn散点图可以有效进行产地鉴别。

高山石的透明度影响因素

高山石是福建寿山石中的重要品种之一,属于原生矿。使用X射线粉末衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM)、激光剥蚀等离子质谱分析(LA-ICP-MS)对高山矿区及寿山石市场所采集到的高山石样品进行分析,研究其透明度的影响因素。扫描电子显微镜分析结果显示,透明度好的样品结晶程度均一,晶体颗粒大小均匀,透明度差的样品各处结晶程度不一,粒度不均匀;X射线粉末衍射测试发现,透明度好的样品一般衍射峰强度高,分裂明显,透明度差的样品一般衍射峰分裂不明显且含有更多的杂质矿物;LA-ICP-MS测试结果显示,透明度好的样品中Al含量稍高于透明度差的样品,微量元素Li含量随透明度下降明显上升,含量的变化可能是由成矿阶段的不同而导致的,透明样品可能早于不透明样品结晶形成。

高山一带寿山石的主矿物研究

应用化学分析、X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、差热热重等分析手段对高山寿山石进行了主矿物的研究。X射线衍射分析表明，高山石的主要矿物成分是迪开石，其主要衍射峰为0．4124nm、0．3799nm和0．2326nm，测得其结晶度指数介于1．29～1．4，分析认为高山石为结晶度中等的有序迪开石。红外光谱图中，高山石的高频区出现3696．39cm，3652cm^-1和3620．35cm^-1的吸收峰，是典型的迪开石羟基吸收带分裂形成的3个吸收峰。差热热重实验分析也证实了高山寿山石的主矿物种属。另外，扫描电镜观察显示高山寿山石以细鳞片状和假六方板状为主。

老挝水洞桃花石和高山桃花石的宝石学与谱学特征对比

老挝水洞桃花石因与寿山石中的著名品种高山桃花石外观质地相似而受到关注。运用宝石显微镜、X射线粉晶衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(LRM)等测试方法对老挝水洞桃花石样品的矿物组成、红外光谱特征、拉曼光谱特征、杂质矿物成分以及颜色成因进行了研究,并与高山桃花石的特征对比可知:老挝水洞桃花石的主要矿物组成为结晶度中等的地开石与高岭石的过渡矿物或结晶度较高的地开石,个别样品还含有石英。老挝水洞桃花石在官能团区的三个红外特征吸收峰位于3697,3653和3621 cm^-1处,与羟基的伸缩振动有关,其矿物成分为无序地开石-高岭石过渡矿物。高山桃花石样品的红外光谱存在3702,3653和3621 cm^-1三个特征吸收峰,吸收峰的位置及强度表明其基质部分的矿物组成为有序地开石。老挝水洞桃花石和高山桃花石样品在指纹区的红外光谱特征基本一致,均显示1106,1034和1006 cm^-1处Si—O和Al—O—H的伸缩振动吸收峰;937和913 cm^-1处Al—O—H弯曲振动吸收峰,695和538 cm^-1处Si—O—Al伸缩振动吸收峰;471和430 cm^-1处Si—O弯曲振动吸收峰。老挝水洞桃花石样品基质部分的拉曼光谱中,200~1000 cm^-1范围内202和273 cm^-1处拉曼峰归属于O—H—O伸缩振动,341 cm^-1拉曼峰归属于Si—O振动,439和468 cm^-1处拉曼峰归属于Si—O弯曲振动,754和800 cm^-1处拉曼峰归属于Al—O—Si的弯曲振动,921 cm^-1处拉曼峰归属于OH弯曲振动。3550~3750 cm^-1范围内OH振动区通常显示与红外光谱高频区相似的三个谱峰。老挝水洞桃花石和高山桃花石中"桃花"内含物均为赤铁矿,特征拉曼峰位于225,296,411和1318 cm^-1处,高山桃花石中还存在锐钛矿,特征拉曼峰出现在145和639 cm^-1处。结合显微放大观察和电子探针成分分析的结果可知,老挝水洞桃花石和高山桃花石都为杂质矿物致色,内部密集的微晶赤铁矿包裹体使之呈现红色。

红褐色高山石与都成坑石的颜色成因对比

寿山石是著名图章石品种,红褐色系寿山石因其独特的颜色特征而深受大众喜爱。采用一系列现代测试技术对红褐色系寿山石中的高山石及都成坑石样品的颜色成因进行研究。光学显微镜的观察结果显示,高山石样品的红褐色由两种形态的暗红色矿物共同构成,一种呈结晶形态完好状,另一种杂乱排列呈浸染状;都成坑石样品中的红褐色斑点是由结晶形态细小且杂乱排列的暗色矿物构成。X射线粉末衍射测试结果显示高山石和都成坑石样品的矿物组成主要为地开石,次要矿物包括高岭石、石英等。拉曼光谱测试结果表明高山石样品中两种不同结晶形态的红褐色矿物均为赤铁矿;而都成坑石样品中的红褐色斑点除含赤铁矿以外还检测到了金红石。扫描电子显微镜能谱分析表明,高山石和都成坑石样品基质部分主要元素为Al、Si、O,而红褐色部分含Fe元素。