猛犸象牙“冻土料”与猛犸臼齿的形貌、化学成分及谱学特征研究

本文借助宝石学显微镜、超景深显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线荧光光谱仪及拉曼光谱仪对西伯利亚猛犸象牙“冻土料”(猛犸象牙门齿次外层区域)、猛犸臼齿(槽牙)的形貌特征、化学成分及谱学特征进行了较系统性测试分析,旨在拓展猛犸象牙的研究资料。结果显示,猛犸象牙“冻土料”样品具有明显的勒兹纹生长结构,且外层平行/垂直于牙皮的生长纹理与勒兹纹交点的垂线的交角小于90°,冻土层丰富的矿物组成对样品的表皮造成不同颜色和深度的侵染、对其结构及花纹的多样性产生一定影响;成分分析显示,猛犸象牙“冻土料”样品和猛犸臼齿样品均含有大量的P与Ca等元素,且Sr/Ni+Cu的元素含量比值均小于20;拉曼光谱测试到的960 cm^(-1)和580 cm^(-1)指示了猛犸象牙中磷酸盐的成分。猛犸臼齿样品的表面、缝隙、珠孔处的灰蓝色-黑色物质的红外光谱显示为环氧树脂,且该样品表面局部覆无色透明膜,棕色及白色主体部分具猛犸象牙谱线特征,指示其经过充填和覆膜处理。

含铅元素的铍扩散处理红宝石、蓝宝石的特征研究

铍扩散处理和铅玻璃充填处理是目前红宝石和蓝宝石常见的处理方式,但刚玉宝石中同时出现铍元素和铅元素极为少见。其特征对铍扩散处理过程带入异常铅元素的红宝石和蓝宝石的实验室鉴定具有重要意义。本文利用常规宝石学仪器、超景深显微放大观察、荧光图像测试、红外光谱测试、X射线荧光光谱(XRF)、激光诱导击穿光谱(LIBS)、紫外―可见分光光度计等测试手段,研究结果显示两粒样品矿物包体存在超高温迹象,且颜色异常富集是该类铍扩散处理的佐证;化学成分分析中高强度的铍元素和异常铅元素,同时指示经过Be扩散处理,异常Pb元素未体现经过铅玻璃充填处理放大特征;紫外―可见分光测试显示样品具有由Fe、Ti、Cr等过渡金属元素产生的374 nm、387 nm、450 nm、555 nm、693 nm的吸收。

泰国北碧府(BoPhloi)与山东昌乐地区黑色尖晶石的鉴定特征研究

采用X射线粉晶衍射、电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子质谱、傅里叶变换红外光谱、激光拉曼光谱等测试技术,对来自泰国北碧府(Bo Phloi)与山东昌乐地区黑色尖晶石的宝石学特征、化学组成及谱学特征予以探讨。结果表明,来自泰国和山东的黑色尖晶石样品外观呈黑色、不透明,折射率>1.78,在长短波紫外光下荧光呈现惰性;比重范围为3.83~4.01。X射线粉晶衍射测试结果表明样品属于严格意义上的尖晶石。化学成分分析显示,样品的主要化学成分为MgO、Al_(2)O_(3)、FeO_(T),此外,样品还含有不等量的Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Zn、Ga等微量元素,其中泰国样品以低Ti(<4200 ppm)高Ni(>850 ppm)为特征,而山东样品则以高Ti(>4500 ppm)低Ni(<800 ppm)为特征。红外光谱测试显示,泰国样品具有~717cm^(-1)、~520cm^(-1)附近的强吸收峰及~817cm^(-1)附近弱的肩峰;山东样品则以~705cm^(-1)、~509cm^(-1)附近强特征吸收峰及~825cm^(-1)附近弱的肩峰为特征。拉曼光谱测试结果表明,两个产地样品均以~541cm^(-1)、~743 cm^(-1)附近强的特征拉曼位移以及~402cm^(-1)、~645cm^(-1)附近弱的拉曼谱峰为主要特征,与透明的“普通”宝石级尖晶石的拉曼光谱特征存在明显不同。

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。

Chameleon钻石与其相似黄色钻石光谱学特征的对比分析及颜色成因

Chameleon钻石(俗称“变色龙钻石”)是一种具有光致变色和热致变色现象的彩色钻石,在受热后或长时间在暗室中会由黄绿色变为黄色,在实际工作中发现与Chameleon钻石颜色相似的黄色钻石并不具有此类“变色”现象。为了研究Chameleon钻石与相似黄色钻石的差异,并进一步探究产生光致变色和热致变色现象的原因,本文选取Chameleon钻石和与其颜色相似的黄色钻石作为研究对象,进行加热实验,观察加热前后钻石颜色、紫外可见光吸收光谱的变化情况,探寻导致热致变色的原因,并对样品的红外吸收光谱及光致发光光谱特征进行详细分析与比较。结果表明:Chameleon钻石受热后由黄绿色变为黄色,在超短波紫外线下显示绿色荧光和磷光,相似黄色钻石样品无磷光及变色现象;所有样品均有从紫外光至510nm逐渐减弱的连续吸收和480nm吸收宽带,Chameleon钻石具650~800nm吸收宽带,相似黄色钻石无该吸收带,加热后吸收带消失是其产生热致变色的主要原因;进一步对样品的缺陷类型进行对比分析,Chameleon钻石红外光谱可见孤氮特征及与片晶无关的1430cm−1宽吸收带,该峰未在相似黄色钻石中出现,但产生该吸收的原因未知,仍需进一步研究,此外与Chameleon钻石相比,相似黄色钻石中氮杂质的聚合程度更高;Chameleon钻石及相似黄色钻石表现出以700nm为中心的特征发光带,此外Chameleon钻石还可检测到H3等与N-V相关缺陷及489、883、884nm等与Ni-N相关缺陷产生的发光峰。综合以上光谱学特征对比分析可知,Chameleon钻石存在与A型氮、孤氮、镍杂质及氢杂质有关的某种缺陷结构,与相似黄色钻石的光谱特征具有明显差异。本次研究对探明Chameleon钻石具热致变色现象的根本原因具有参考意义。

肯尼亚西南部红宝石的谱学及成分特征研究

近年来非洲肯尼亚红宝石在国际彩色宝石市场具有一定占有率,目前其谱学及成分特征等资料仍有待补充。本文以肯尼亚西南边境产出的40粒红宝石样品作为研究对象,采用常规宝石学仪器、傅里叶红外光谱仪、显微激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计和激光剥蚀等离子体质谱仪等测试仪器对该产地红宝石样品的宝石学性质、谱学特征和化学成分特征进行系统研究,旨在探讨肯尼亚该矿区红宝石谱学特征和化学成分特征,为红宝石的产地溯源提供数据。研究结果表明,该产地红宝石样品的折射率为1.759~1.778,双折射率为0.009~0.010,相对密度为3.95~4.01,短波紫外光下呈无-弱荧光,长波紫外光下呈弱-中等红色荧光;样品中所含的硬水铝石、金红石、铬铁矿、角闪石、磷灰石、云母等包裹体未见热处理迹象;样品化学成分主量Al_(2)O_(3)的含量为95.8%~97.1%,微量元素具高Cr、中Fe、低V的特征,红色调饱和度与Cr元素含量正相关,利用Fe、Cr、V、Ga四个元素可以与其他红宝石产地区分;样品颜色色调为红色-紫红色,颜色饱和度级别大多数在艳红-浓红区间,其中艳红(鸽血红)比例约占40%。

一种合成粉色蛋白石的谱学特征及颜色成因探讨

采用超景深显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光拉曼光谱(Raman)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、激光诱导击穿光谱(LIBS)和X射线荧光光谱(EDXRF)等测试技术,对一种合成粉色蛋白石样品的宝石学特征、谱学特征及颜色成因予以探讨。结果表明,该类合成蛋白石的外观呈粉色,玻璃光泽,透明,无变彩,折射率1.41~1.42,密度2.16~2.20 g/cm3,放大观察内部可见不同红色调的球状、椭球状的微纳米级固相包裹体。根据红外光谱和拉曼光谱特征,该类合成粉色蛋白石的类型应介于Opal-A型与Opal-CT型之间,且与Opal-A型蛋白石较为接近;红外透射光谱显示7 224、4 523、3 674、2 662、2 266 cm-1附近的一组特征红外吸收谱峰,与俄罗斯人工蛋白石较为吻合。该类样品的SiO2含量达97.581%~98.352%,此外分别含有0.287%~0.497%的Na2O,0.112%~0.326%的MgO,0.895%~1.507%的Al2O3,0.011%~0.026%的K2O,0.003%~0.015%的CaO以及0.079%~0.244%的Cu2O,其颜色是由铜的氧化物(主要为Cu2O)等矿物颗粒细微分散所致,并在可见光范围内产生570 nm附近的特征吸收峰。

一种粉色蛋白石的矿物组成及其命名建议

本文选取一类含有共生矿物的粉色蛋白石进行测试分析。显微激光拉曼光谱测试表明样品中的主要矿物为蛋白石(含方石英),次要矿物包含坡缕石、石英、斜硅石、碳酸盐矿物等;紫外―可见吸收光谱测试表明样品的颜色与含有机物(如有机醌类)的坡缕石有关;通过放大观察可初步判断样品所含共生矿物的分布状态,其中石英有两种存在形式,一种是以较高透明度的大颗粒单晶石英(或大面积多晶质石英)形式独立分布于蛋白石之中,表面光泽及透明度与主体矿物差异明显,边界清晰,另一种是石英以较小颗粒穿插分布于蛋白石中,表面可见光泽差异,边界较清晰,透明度差异不明显;显微红外光谱测试显示,当石英以较小颗粒穿插分布于蛋白石中时,随着测试范围内石英面积占比的增加,1187 cm−1附近的红外谱峰强度相对于1110 cm−1峰强逐渐增强,且I 1187/I 1110比值与石英面积占比呈现近似线性关系。综合上述研究分析,本文总结出该类蛋白石样品的实验室鉴定方法,并针对该类样品的特征提出了合理的命名建议。