- 丁永康;梁伟章;孙媛;马瑛;邓小芹;丘志力;
六方金刚石(也称朗斯代尔石)是一种在陨石中发现的天然矿物，因其独特的结构和性能备受关注。我国吉林大学的刘冰冰教授和姚明光教授与中山大学朱升财教授团队合作，创新性地提出“后石墨相梯度转化法(PGPC)”,首次成功合成制备出高纯度(>95%)、毫米级六方金刚石块体，解决了该领域长达半世纪的难题。PGPC法合成的六方金刚石所具有的优异性能使其在超精密加工、量子信息以及深空探测等多个领域具有重要应用潜力。然而，高昂且复杂的设备以及较小的单晶尺寸，使其在工业化的道路上仍然面临不小的挑战。展望未来，如果能够优化压力窗口以及开发CVD外延技术，六方金刚石有望实现大规模工业化生产，从而推动高端制造、量子科技及其他相关领域的发展与进步。
2025年02期 v.27;No.128 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K] - 王朝文;王浩天;王文杰;杨柳;陈江军;徐艳晓;杨云淇;黄慧敏;盛湘旗;宋新昊;
泰顺石被认为是“中国第五大图章石”,然而泰顺石的宝石矿物学特征及其形成成因很少受到关注。泰顺石蓝带作为一种带有鲜艳颜色的泰顺石，受到人们的喜爱，但目前其矿物组成和形成机制仍不清楚。本研究采用多种测试分析研究手段，对泰顺石蓝带样品进行了深入的宝石矿物学和微形貌分析，揭示了泰顺石中蓝带的形成条件和机制。利用薄片观察、X射线粉晶衍射和拉曼光谱分析，识别了泰顺石蓝带的主要矿物组成，发现其基质以叶蜡石为主并含有少量硬水铝石和高岭石，蓝带部分为刚玉；叶蜡石为2M多型和1Tc多型的混合，以2M型为主；蓝带部分刚玉的化学成分中含有Ti和Fe,是刚玉呈现蓝色的主要原因。其矿物组成上与青田石蓝花钉具有一致性。基于岩石矿物组合的相图和前人数据分析，泰顺石蓝带的矿物组成和叶蜡石的多型特征，10～430℃的变质温度环境有利于硬水铝石变质脱水，从而向刚玉发生转变。微形貌和能谱分析揭示，蓝带部分为新生刚玉，呈板状并含有孔隙，该特征是斜方晶系硬水铝石向三方晶系刚玉转变过程中，由于晶面的继承和对晶面不协调调整造成的，是硬水铝石向刚玉的脱水转化的直接证据。
2025年02期 v.27;No.128 6-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2644K] - 吴一诺;沈洪涛;赵易;曲直;张倩;
近期，在珠宝市场上出现了含粉色或红色矿物的和田玉，其颜色商业上常称为“樱花粉”和“胭脂红”。前人认为粉色是由于含Mn绿帘石或黝帘石所致，目前未见含红色矿物和田玉的报道。本研究采用常规宝石学仪器、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱仪和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪对含粉色或红色矿物和田玉的矿物组成及颜色成因进行了探讨。结果表明，含粉色或红色矿物和田玉样品的致色矿物分别为含Mn~(3+)的黝帘石和含Mn~(3+)的斜黝帘石，其颜色均主要由在M3位Mn~(3+)的d-d跃迁导致。经拉曼光谱测试，次要矿物碳氢镁石和自然硫首次在含红色矿物和田玉样品中发现。
2025年02期 v.27;No.128 16-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 3260K] - 张安;孙竹琳;赵宝印;暴伟;
近年，珠宝市场上新兴的一种名为“非洲翠”的石英质玉品种，产自非洲巴伯顿·玛空瓦山脉，目前对其宝石矿物学特征报道较少。为了探寻该品种与其他石英质玉的不同之处，为其鉴定提供科学依据，本研究团队采集了部分“非洲翠”原石及加工抛光后成品，利用常规宝石学测试、超景深显微镜、偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、红外光谱、拉曼光谱、X射线粉末衍射分析及能谱分析等测试手段对“非洲翠”样品进行研究分析。结果显示，该“非洲翠”以α-石英为主要矿物组成，粒状结构，是质地致密的隐晶质-显晶质石英集合体。其中，绿色包裹体主要为云母类矿物，或可能为伊利石；金属包裹体主要为黄铁矿，透明包裹体主要为重晶石。作为新兴的石英质玉品种，“非洲翠”在珠宝市场中具有广阔的发展前景，未来需要进一步完善商贸市场规范，推动“非洲翠”产业的持续健康发展。
2025年02期 v.27;No.128 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2301K] - 陈超洋;张楚婷;沈锡田;
颜色是评价珍珠质量的重要因素，但其致色物质仍未有定论。在珍珠生长过程中，颜色可能受到母蚌影响。为研究二者的关联，本研究以三角帆蚌及其培育的无核珍珠样品为研究对象，使用拉曼光谱与三维荧光光谱对其进行检测分析，并运用量子化学计算色素结构的理论拉曼光谱。结果发现，不同颜色珍珠样品中多烯色素的拉曼光谱特征基本相似，都具有C=C双键伸缩振动峰与C-C单键伸缩振动峰；区别在于不同颜色珍珠的具体拉曼峰位，这是由于多烯色素的共轭链长不同导致。橙黄色珍珠与紫色珍珠样品中的多烯色素分别含有10个C=C双键和12个C=C双键；珍珠样品的颜色越深，三维荧光光谱的强度越弱，荧光中心位置均位于284 nm/340 nm处。淡水珍珠与三角帆蚌蚌壳的拉曼光谱与三维荧光光谱特征几乎相同，说明二者成分高度相似，推测二者在生物矿化过程中色素的分泌与代谢过程非常相似。
2025年02期 v.27;No.128 36-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2391K] - 张文曦;项晨梦;陈巧;
天然蓝色钻石产量稀少且价格昂贵，主要流通于高端拍卖市场。随着市场需求增长，合成及改色处理的蓝色钻石逐渐进入人们的视野。目前，常见的高温高压法(HPHT)合成的掺硼蓝色钻石常因生长分区形成了十字形的颜色分布特征，人工辐照改色蓝色Ⅰa型钻石的蓝绿色调受N3和GR1两个色心的强弱控制，Ⅱa型钻石辐照后颜色主要受GR1色心控制，同时GR2-8色心辅助致色，因无法人为定量控制色心的强弱，颜色具有不稳定性。化学气相沉积法(CVD)合成钻石在硼元素掺杂致色的浓度、均匀程度及一致性调控方面更具优势，但由于其生长难度较大，目前少见CVD法生长合成蓝色钻石的报道。本研究通过放大检查、紫外-可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱以及光致发光光谱对一颗CVD合成的蓝色钻石进行一系列光学无损表征测试，并与天然蓝色钻石和辐照改色蓝色钻石对比。结果发现，CVD合成的含硼蓝色钻石与天然蓝色钻石颜色相近，颜色分布较为均匀，内部干净，少数有羽状纹和暗色物质；紫外-可见光谱吸收特征与天然蓝色钻石相似，但区别于辐照处理蓝色钻石的GR1色心吸收带(741 nm);红外光谱表明样品为Ⅱb型钻石，1 290 cm~(-1)和2 458 cm~(-1)处与硼相关吸收峰与天然蓝钻的2 455 cm~(-1)和2 802 cm~(-1)处吸收峰以及辐照改色蓝色钻石中由H1a心引起的1 450 cm~(-1)处吸收峰存在差异，且三声子区(>3 000 cm~(-1))的波动表明硼含量高；CVD合成蓝色钻石的拉曼光谱在1 332 cm~(-1)处的金刚石本征峰因硼掺杂呈现不对称；光致发光光谱测试结果表明，样品存在[NV]~0缺陷(575 nm)、[NV]~-缺陷(637 nm)以及[SiV]~-缺陷(737 nm)。
2025年02期 v.27;No.128 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K] - 曲直;李鹏;刘平;沈洪涛;
萤石既是一种重要的工业矿物，也是珠宝、矿物晶体市场的重要品种。近年来，随着宝石首饰市场需求的多样化，萤石也被广泛用于制作刻面宝石、手串、手镯等珠宝饰品。着手于天然及合成萤石的鉴定需求，本文对天然萤石及合成萤石样品进行显微镜观察、飞秒激光剥蚀等离子体质谱(fs-LA-ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)及光致发光光谱(PL)测试，获取了不同样品的包裹体、光学性质、化学成分及谱学特征。结果表明：(1)合成萤石中无明显包裹体，而天然萤石中有大量气液包裹体；(2)合成紫色及无色萤石中掺杂的Nd及Eu元素的质量分数分别达775.13×10~(-6)～832.63×10~(-6)和15 173.88×10~(-6)～16 674.97×10~(-6),显著高于天然萤石，且可以被XRF检出而易于鉴别；(3)合成萤石的紫外-可见光谱中可以显著观察到由掺杂的稀土元素导致的吸收峰和荧光峰，而天然萤石的紫外-可见光谱并无明显的吸收峰或荧光峰；(4)红外光谱显示，天然萤石样品中有大量的CO_3~(2-)、CO_2、羟基和水相关的振动峰，而合成萤石则没有，是区分萤石是否天然的重要特征；(5)光致发光光谱则表明，合成萤石因各稀土元素含量均较天然萤石高，不同价态的多种稀土元素均会产生荧光峰，导致其光谱较天然萤石复杂，且合成无色萤石掺杂大量Eu, Eu跃迁峰强度显著高于天然萤石，可用于对萤石天然性的辅助鉴别。
2025年02期 v.27;No.128 52-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1669K] - 陈玉炜;王玲;葛梦雅;乔蕾;王海友;颜小建;
近期，一种盐源玛瑙仿制品(商家称“新矿盐源玛瑙”)在市场上出现，其外观与盐源玛瑙非常相似。为确定其矿物组成、化学成分及谱学特征，采用常规宝石学测试方法、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线荧光光谱和紫外-可见光谱等测试方法对此类仿制品样品进行了宝石学及谱学特征研究。结果显示，该仿制品样品密度大于2.70 g/cm~3,小刀可轻易划动，滴盐酸起泡，结构细腻，内部零散分布着大小不等的黑色点状物；红外光谱和拉曼光谱分析均显示了其具有重晶石、方解石及环氧树脂的特征峰位；X射线荧光光谱分析显示了其主量元素为Ba、Sr、S,与重晶石的主量元素一致；紫外-可见光谱分析认为，其粉红色部位的致色可能与赤铁矿有关，黄绿色部位的致色可能与针铁矿及Cu~(2+)共同作用有关，这与天然盐源玛瑙中粉红色、黄绿色的致色机制相似。综合分析认为，该类“新矿盐源玛瑙”实为重晶石、方解石和环氧树脂的混合物，在日常检测中可以依据常规宝石学特征与盐源玛瑙快速区分，谱学特征可帮助进一步确定该仿制品的矿物组成，且根据GB/T16553-2017《珠宝玉石鉴定》,建议定名为“仿玛瑙”。
2025年02期 v.27;No.128 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1373K] - 徐月巍;周兴华;申云峰;程海洋;张志;
黄金饰品中掺杂的钨和铼，检测时可以利用X射线荧光光谱法分辨这两种元素的特征峰。本研究通过金相显微镜对这类黄金饰品表面局部放大观察，发现多处银白色金相组织；样品经过研磨抛光后，其X射线荧光光谱中铼和钨的特征峰明显，可证实样品中含有元素铼和钨等其他杂质元素。利用ICP-OES法建立铼和钨元素的标准曲线，结果表明，铼的测试波长221.426 nm和钨的测试波长239.709 nm作为分析谱线时，回收率为95%～105%,相对标准偏差小于2%。研究过程发现，对样品均匀取样，消解测试铼和钨及其他杂质元素的含量，最终差减后可以得到金含量。
2025年02期 v.27;No.128 68-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1848K]