- 王礼胜;王露丝;王玉珺;沈崇辉;马瑛;刘建乔;刘云贵;宋彦军;
超临界地质流体是在高温高压下硅酸盐矿物(岩石)-H_2O体系中形成的化学组成介于富水流体和岩浆熔体之间的中间状态流体。它们具有很强的溶解能力、迁移能力和反应能力，是地球内部物质循环的重要载体和介质。传统的初始翡翠(硬玉岩)的区域变质成因、岩浆成因和交代成因学说，都有相应的实验反应、岩相学或岩理学依据及矿物形成顺序、矿物组合及其空间分布等方面存在的问题。流体沉淀(Fluid precipitate)和热液交代(Metasomatic replacement)成因理论阐述了翡翠中矿物的两种形成方式。在硬玉、绿辉石等矿物颗粒及其集合体之中，普遍观察到的流体熔融包裹体等现象，揭示了早期的翡翠(硬玉岩)是从流体与熔融体混溶的系统中结晶形成的。在地球科学领域超临界地质流体研究进展的基础上，本文结合对翡翠研究的进展，提出了翡翠超临界地质流体成因的认识：俯冲板片脱水并在合适的温度压力条件下形成的超临界地质流体，携带其所溶解的成矿物质，因温度压力等条件的变化，在地幔楔裂隙或断裂中经结晶充填及之后叠加的交代作用形成了早期的翡翠。提出这一成因认识，有典型的流体熔融包裹体、强烈的溶蚀残余、早期的充填结构与中晚期的交代结构、高场强元素富集、丰富乃至复杂的矿物(或固相物质)组合、含有指示矿物的高压-超高压脉体等系列的证据链。早期翡翠形成之前的岩浆作用产物铬铁矿被溶蚀或较晚阶段被交代为翡翠的绿色提供了Cr~(3+)的来源；早期翡翠形成之后，还经历了超临界地质流体分溶后的熔体作用和流体作用(包括结晶作用和交代作用)、变形变质作用和外生作用等多期次地质作用。翡翠的成因理论体系的建立，有必要在重视超临界地质流体作用阶段的基础上，重新进行深入研究和梳理。
2023年05期 v.25;No.119 1-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2459K] - 甄翠玲;郜玉杰;李凯;
为了探讨绿色缅甸翡翠和危地马拉翡翠的结构特征和矿物组成，为区分两个产地的绿色翡翠提供判别依据，提高对不同产地翡翠的形成过程、成矿条件和机理的理解和认识，本文选取绿色的缅甸翡翠和危地马拉翡翠样品为研究对象，采用常规宝石学测试以及红外光谱仪、紫外-可见光谱仪和显微拉曼光谱仪等测试技术对其进行谱学特征和矿物组成分析。实验结果表明，绿色缅甸翡翠样品的主要组成矿物为硬玉，含有次生矿物绿辉石、方解石；绿色危地马拉翡翠样品的主要组成矿物为绿辉石或者绿辉石-硬玉，含有次生矿物硬玉和碳。3D显微拉曼扫描结果显示危地马拉翡翠样品中存在明显的绿辉石与硬玉交织共生，同时证明3D显微拉曼扫描是一种有效的研究翡翠矿物组成的无损测试手段。
2023年05期 v.25;No.119 17-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2579K] - 郑亚龙;王成博;潘少逵;刘佳;尹作为;郑金宇;德子;
本文研究一种新疆软玉市场出现的外观质地与软玉相似的紫色直闪石玉，其产量稀少，价格较高。常规宝石测试其折射率为1.61(点测),相对密度为3.00,紫外灯下荧光为惰性。通过X射线粉末衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、偏光显微镜、拉曼光谱仪测试结果综合分析表明，该样品的主要矿物组成为直闪石、呈纤维状分布，紫色部分含有少量的斜绿泥石、而粉色部分不含绿泥石。通过显微紫外-可见光谱仪、能量型色散X射线荧光能谱仪及扫描电子显微镜和能谱仪测试结果综合分析表明，直闪石玉样品中粉色部分颜色成因为含Fe, Mn的直闪石造成，而紫色部分颜色成因为含Fe, Mn的直闪石及含Cr的斜绿泥石共同作用形成，样品紫色颜色深浅与斜绿泥石含量呈现正相关。
2023年05期 v.25;No.119 29-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 4244K] - 王玲;陈玉炜;葛梦雅;乔蕾;陈全莉;刘衔宇;
安徽省马鞍山绿松石矿区发现了一类与绿松石伴生且外观与其相似的宝石矿物材料——白磷铁矿，呈土状-蜡状光泽、不透明、结构细腻、易吸水，一般为浅黄绿色至浅绿黄色。与其他绿松石相比，其硬度较低。以此类宝石矿物材料为研究对象，采用宝石显微镜、折射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、紫外-可见分光光度计等对其矿物组成进行确定，并获得其谱学特征。结果表明，该样品的主要矿物组成为白磷铁矿，并含有少量的绿松石和黄钾铁矾。白磷铁矿样品的红外光谱主要表现为由OH的伸缩振动引起的3 390 cm~(-1)附近的特征峰、结晶水弯曲振动所致的1 630 cm~(-1)以及PO_4~(3-)伸缩振动所致的1 129、1 110、1 064、1 019、961、877、760 cm~(-1)处特征峰。激光拉曼光谱检测到白磷铁矿样品的拉曼位移1 091、1 018、556 cm~(-1)是由PO_4~(3-)伸缩振动引起。因此，实验室可根据主要矿物组成、红外光谱、激光激光拉曼光谱等特征，对其进行快速有效的无损鉴定。
2023年05期 v.25;No.119 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K] - 李远静;李立平;
三维荧光光谱是一种多维度的检测手段，在环境、生物等多个领域均有应用，且在有机质类型的分类中有着成熟的体系，常常与多种他类光谱联用，共同解析物质结构特征。以三种不同颜色成因(天然呈色、γ射线辐照改色处理及染色)银灰色Akoya珍珠样品为研究对象，初探三维荧光光谱在珍珠研究中的应用。实验结果表明，天然呈色、γ射线辐照改色及染色处理的银灰色Akoya珍珠样品的三维荧光光谱特征差异明显，具有不同的发光中心位置分布组合，其中λ_(ex)/λ_(em):374 nm/(448 nm和462 nm)处有最强的荧光强度为样品经过处理的警示证据。根据发光中心对应溶解性有机物的分区，三者均有色氨酸和蛋白质类和腐殖酸类有机组分。天然呈银灰色Akoya珍珠的不同部位的三维荧光光谱测试结果发现，天然呈银灰色和白色Akoya珍珠样品的珠层均是色氨酸和蛋白质类有机组分，而有机质层主要是腐殖质组成，沾带有机质的珠层显示有腐殖质的峰，说明天然呈银灰色Akoya珍珠中有机质层中的有机质已经浸润到珠层，腐植酸是许多微量金属元素的络合剂，可促进金属离子与珍珠中蛋白质发生络合作用。γ射线辐照改色银灰色Akoya珍珠中有机组分以腐殖质为主，但整体荧光强度相对于天然银灰色者弱很多，推测可能是γ射线辐照使腐殖酸类有机组分降解所致；染色银灰色Akoya珍珠的三维荧光光谱显示有机组分中还含有芳香性蛋白，这种组分在天然和辐照致色者中都没有显示，应是染料所致。
2023年05期 v.25;No.119 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K] - 于昊驰;舒骏;陆卓;刘欣欣;周琦深;
云南怒江地区是中国迄今为止丰富的在产矿区，自1980年发现云南碧玺矿后开采至今，目前对云南碧玺全面的宝石学特征研究较少。本文选择云南福贡、贡山地区9颗蓝色碧玺样品为研究对象，并利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对比已报道的其它若干处产地碧玺样品的主微量元素含量，总结出云南蓝色碧玺样品的产地特征及元素含量差异。结果显示，显微镜观察发现云南蓝色碧玺样品的内部存在管状及气液两相包裹体；拉曼光谱表明其还存在结构水，同时指出了Fe元素等金属阳离子含量对拉曼光谱的影响规律；红外光谱根据4 339 cm~(-1)和4 600 cm~(-1)处的特征峰，推断出云南蓝色碧样品的元素含量与吸收峰强度关系；紫外-可见吸收光谱分析表明，云南蓝色碧玺样品的蓝色调由Fe~(2+)-Fe~(3+)的价态迁和Mn~(2+)-Ti~(4+)的电荷转移造成。综上，鉴于碧玺晶体质量和颜色，中国云南地区是碧玺的一个优质产地。
2023年05期 v.25;No.119 54-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2568K] - 蔡善武;曹稳政;赵帏;麦智强;
蓝色蓝宝石、磷灰石、堇青石虽同为常见的蓝色相似宝石，但其颜色仍有许多差异，主观的颜色评价不能准确量化三种宝石的具体颜色差异。本文利用色度学原理，测量蓝宝石、磷灰石和堇青石样品的相关色度学数据，在CIE1931色度系统以及CIE1976 La~*b~*颜色空间系统下进行质量分析评价，将三种宝石的颜色划分为蓝色、蓝紫色、蓝青色、蓝绿色四种色调，同时发现蓝宝石显示了最多的蓝色调，磷灰石次之；蓝宝石更显示绿色调，磷灰石更显示黄色调。结果显示，蓝绿色调的蓝宝石彩度最差，纯蓝色色调和蓝紫色色调的蓝宝石有最佳颜色品质；蓝青色、蓝绿色色调的磷灰石有最佳颜色品质；堇青石的明度与彩度呈一定的负相关关系，蓝色、蓝紫色色调的堇青石有优异的彩度但明度较差，而蓝青色、蓝绿色色调的堇青石有良好的明度但彩度很差。由此可以推断出三种蓝色宝石颜色品质与色度参数之间的对应关系，为颜色质量分级提供科学理论依据。
2023年05期 v.25;No.119 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K] - 夏苏琴;姜浩;裴景成;赖潇静;
马达加斯加蓝宝石目前占据了一定的珠宝市场，然而其宝石学和谱学特征方面的资料仍有待补充。本文以一批马达加斯加蓝宝石样品为研究对象，利用常规宝石学测试仪器、显微拍照、激光剥蚀等离子质谱仪、激光拉曼光谱仪、红外光谱仪、显微紫外-可见-近红外光谱仪研究其宝石学及谱学特征。结果表明，这批马达加斯加蓝宝石样品颜色表现为深浅不一的蓝色调，晶体形态为六方短柱状、桶状、板状，原石表面有三角形生长丘与凹坑；放大观察发现裂理十分发育，内部含有大量愈合裂隙、三角形裂纹、定向排列的赤铁矿与钛铁矿夹杂的针状包裹体、锆石、赤铁矿等固态包裹体以及气液两相包裹体；LA-ICP-MS结果显示其微量元素含量具有高Fe, Ga和低Mg, Cr的特点，且Fe/Ti、Cr/Ga、Fe/Mg、Ga/Mg、Ga/Al比值均偏向玄武岩型成因蓝宝石的地球化学特征；红外光谱表明有微弱3 309 cm~(-1)处吸收峰，以及硬水铝石的特征峰2 125 cm~(-1)和1 990 cm~(-1),指示其未经过热处理；紫外-可见吸收光谱表明，此类马达加斯加蓝宝石样品的颜色与单个Fe~(3+)、Fe~(3+)-Fe~(3+)离子对的d电子跃迁、Fe~(2+)-Ti~(4+)价间电荷转移有关，“肩峰”330 nm与较高的Fe~(3+)浓度密切相关，但Ti元素含量偏低，造成颜色不够鲜艳。
2023年05期 v.25;No.119 73-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1775K] - 李诗怡;刘艺苗;李妍;蒋杰;
老挝有着矿产资源丰富的“T”型成矿带，其关于刚玉的开采历史可追溯到20世纪90年代，但目前只有针对老挝会赛玄武岩型蓝宝石的相关研究，国内外暂无对老挝红宝石的相关研究文献记载。以老挝华潘华勐红宝石样品为研究对象，采用常规宝石学测试、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见-近红外光谱仪和激光剥蚀等离子质谱仪等测试仪器对老挝红宝石样品展开系统性的基础研究。结果表明，老挝红宝石样品的颜色带紫色调，部分样品可见不规则色带和蓝色色区；内部裂隙及裂理发育，拉曼光谱测得其内部含方解石、金红石、白云母等固体包裹体和气液两相包裹体，透明度较差；主要致色元素为Cr、Fe和Ti,具有高Cr低Fe的特征，为典型的变质岩型矿床；红外光谱中除Al-O本征吸收峰，还出现明显的1 982、2 122、2 924 cm~(-1)处的硬水铝石特征吸收峰；拉曼光谱存在7个振动峰，主要由[AlO_6]基团的弯曲振动和伸缩振动引起。利用微量元素Mg、V、Ti、Fe和Ga的质量分数配比关系，可初步将老挝红宝石与其他产地红宝石进行区分。
2023年05期 v.25;No.119 83-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 2615K] - 陈嘉惠;刘军锋;蔡元洋;吴迪;秦铭;
Be扩散处理用作刚玉改色的方式已有近二十年的使用历史，近年来多见对黄色、橙色、蓝色Be扩散蓝宝石的研究，而Be扩散处理红宝石亦现身市场且鲜有报道，其特征研究对实验室检测具有重要意义。运用显微镜、红外光谱仪、GEM-3000珠宝检测仪、激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)以及X射线荧光光谱仪对一种Be扩散处理红宝石样品进行了常规宝石学特征、谱学特征及化学成分分析。结果显示，异于天然红宝石的橙红色调应引起检测人员警惕；放大观察结果表明不规则形态的晶体包裹体周围伴有圆形蓝色晕圈表明其经历了高温环境，是该类Be扩散处理红宝石的有力佐证；化学成分结果表明，该类红宝石样品中的Be含量大于4.4 ppmw,说明经过Be扩散处理，因此LA-ICP-MS是检测该类Be扩散处理红宝石的有效手段。
2023年05期 v.25;No.119 96-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1642K] - 余炼钢;刘衔宇;
近年来云南珠宝市场兴起了一类造型奇特、富有情趣的观赏石，俗称“猪肉石”,因其颜色及纹理特征特殊而得名。利用常规宝石学方法、显微岩相学及多种现代测试技术对该类观赏石样品的矿物组成及谱学特征进行测试分析。结果显示，该类观赏石样品呈油脂-蜡状光泽、半透明-微透明，由白色、黄色、褐色、红色等多色纹层构成，整体结构定向特征明显；显微岩相学及X射线粉末衍射分析表明其主要矿物组成为碳酸盐，包括方解石和极少量的菱镁矿，约占90%以上，其次为含氧化铁泥灰质，约占5%～10%,以及微量的泥质残留物；偏光显微镜下可见明显的方解石变质重结晶及聚片双晶特征；红外光谱在712、875、1 420 cm~(-1)处具有特征吸收峰，分别归属[CO_3]~(2-)的面内弯曲振动ν_4、面外弯曲振动ν_2、以及反对称伸缩振动ν_3,其中ν_4指示主要成分为方解石；拉曼光谱在1 086、713、281 cm~(-1)处的拉曼峰由[CO_3]~(2-)的面外弯曲振动、面内弯曲振动以及晶格振动所致；化学成分分析显示样品除有CaCO_3外，还含有Al、Fe、Mn、Ti等多种微量元素，并结合其紫外-可见光光谱特征可知Fe和Mn元素是其产生红色、黄色、褐色的主要原因，Fe和Mn的含量越高颜色越深。综上，该类观赏石样品是含少量铁泥灰质的钙镁碳酸盐类矿物，依据国家标准《珠宝玉石名称》 GB/T 16552-2017,应定名为大理岩玉或碳酸盐质玉。
2023年05期 v.25;No.119 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K] - 胡静梅;冯晓燕;邓谦;陆太进;马永旺;
采集我国南阳玉石市场上据称产自广西等西南地区的两类外观相似、但宝石学特征不完全相同的“墨玉”样品，对其进行常规宝石学测试，以及红外光谱、X射线荧光光谱、X射线粉末衍射、拉曼光谱等测试。对比分析得出，两类样品均以透闪石为主，有一类样品含有石墨矿物，质地比较细腻。造成其黑色外观的原因之一为天然形成，放大观察基底为白色或灰白色，石墨矿物分散其中，根据国家标准定名软玉或和田玉，可归属于墨玉；另一类样品为人工处理致色，具体方法未知，处理后样品外观虽然肉眼观察为黑色，但放大观察基底呈褐色，并且具弱的荧光现象，在拉曼光谱中无法测得主矿物峰位，与天然样品不同，根据国家标准可定名软玉(处理)或和田玉(处理),不能定名墨玉。
2023年05期 v.25;No.119 113-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2391K] - 马霄;丁秀云;范春丽;程春玲;杜冉;燕菲;李桂华;
黑曜岩饰品价格便宜，在被商家赋予独特的儒释道文化含义后，更是深受大众喜爱。纯黑色黑曜岩最易被黑色玻璃仿冒。单就外观而言二者没有差别，消费者无法区分。对市场上无晕彩的纯黑色黑曜岩及其玻璃仿制品样品做了常规宝石学测试、红外光谱、X射线荧光光谱等测试分析。结果显示，黑曜岩及其仿制品样品的红外光谱，尤其是红外透射光谱的差异明显，较易区分。同时，在笔者大量实验现象总结后发现了一种更适于消费者操作的、简单快速的区分黑色玻璃和黑曜岩的方法：通过观察透过样品的透射光颜色来判断。当透过光源颜色改变成蓝色、紫色或红色时，该样品是黑色玻璃；当透过光源颜色基本不变时，样品较大概率为黑曜岩。
2023年05期 v.25;No.119 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K] - 曲直;史玉静;沈洪涛;李鹏;张倩;
近期我国连云港市东海县天成集市与网络销售平台上出现了一种自称“天然金红石晶洞”的商品，其内部的发丝状物有红棕色、蓝色等，呈束状聚集，为明确其是否天然及其具体材质，笔者结合X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、宝石显微镜、扫描电子显微镜、X射线荧光光谱、核磁共振氢谱、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱等测试手段，对市场上新出现的“天然金红石晶洞”样品进行表征。结果表明，样品中的发丝状物质实为非晶的Sm掺杂铝硅基荧光玻璃光纤，Sm~(2+)为其致色元素和荧光激活剂，其中Sm掺杂量约为22 039～32 331×10~(-6)。伪装成天然围岩的材料则为赤铁矿相，可能由氧化铁烧结制备。
2023年05期 v.25;No.119 127-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 2148K]