- 周征宇;
<正>原产地溯源是宝玉石学领域对传统地质学提出的一项新挑战。传统地质学通常只对已知产地的岩石样品进行分析,以获取其地球化学指纹,从而揭示其地质背景或环境等信息~([1-2])。然而,在宝玉石学中,我们需要对已经进入市场流通、失去准确原产地信息的样品进行溯源,以推断其原产地和形成过程。这项工作自从提出至今已经过去了半个多世纪,但仍然是行业和学术界极具争议的话题~([3])。争议的焦点主要集中在是否有必要进行宝玉石产地溯源鉴定,以及现有的检验检测技术是否能满足产地溯源鉴定的要求。
2023年06期 v.25;No.120 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 996K] - 宁珮莹;唐娜;蒙彩珍;张天阳;黎辉煌;
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_2O_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%。
2023年06期 v.25;No.120 7-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1952K] - 董信;陈涛;周征宇;
品质和产地是影响祖母绿价格的重要因素，而不同产地祖母绿的宝石学特征是其产地溯源的重要依据之一。本文以阿富汗潘杰希尔(Panjsher)矿区祖母绿样品为研究对象，运用了光学显微镜、红外光谱仪、显微紫外-可见-近红外光谱仪、拉曼光谱仪等大型仪器对样品的宝石矿物学特征、内部包裹体特征、化学成分和颜色成因等进行了测试分析。结果显示，该地区祖母绿样品的颜色为浅绿色-深绿色，常见晶形为六方短柱状或板状晶体，外部可见黑色、褐色伴生矿物，查尔斯滤色镜下除个别样品外均局部变红。祖母绿样品的主要包裹体多为长针状、梭状或长管状的含岩盐-钾盐的多相流体包裹体以及固相矿物包裹体。拉曼光谱对包裹体测试后发现其多相包裹体中液相成分多为H_2O,固体相成分多为方解石和赤铁矿，矿物包裹体主要成分多为赤铁矿、方解石、无定形碳、石英、碳质和磷灰石等；LA-ICP-MS的化学成分结果显示，该产地祖母绿样品的主要化学成分为BeO、Al_2O_3、SiO_2,微量元素主要有Ca、Mg、Ti、Li、Na、K、Rb、Cs、Cr、V;红外光谱的测试结果显示该产地祖母绿样品含有Ⅰ型水和Ⅱ型水，且Ⅱ型水的红外吸收峰强度大于Ⅰ型水，以Ⅱ型水为主，与LA-ICP-MS测试结果中碱金属的含量高相一致；紫外-可见光谱结果显示，Cr~(3+)和V~(3+)为阿富汗潘杰希尔矿区祖母绿样品的主要致色离子。综上，阿富汗潘杰希尔矿区祖母绿的宝石学特征、谱学特征和化学成分可为其产地溯源提供一定的参考依据。
2023年06期 v.25;No.120 17-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2249K] - 何立言;宁海波;王怡梦;陈能香;龙楚;
近年来，珠宝市场对彩色宝石产地溯源的需求日益增加。本文通过常规宝石学分析、包裹体分析、紫外-可见吸收光谱和微量元素分析，对市场上较为常见的5个产地祖母绿样品(哥伦比亚、巴西、赞比亚、阿富汗和中国云南祖母绿)进行了较系统的对比分析。结果表明，哥伦比亚祖母绿通常具有较高的Cr含量，结合紫外-可见吸收光谱特征和包裹体特征可以快速与其它产地区分；阿富汗祖母绿典型的特征为多相流体包裹体呈拉长状，内含有多个子晶和气泡；赞比亚与巴西祖母绿样品在包裹体和部分微量元素的特征有较多的重叠，通过Cs元素可以将这两个产地区分；中国云南祖母绿通常具有较高的V和Cs,可以与其它产地区分。通过这些无损鉴定方法，可以快速、有效的将这5个产地的大部分样品区分。
2023年06期 v.25;No.120 30-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2595K] - Pantaree Lomthong;Dietmar Schwarz;Gamini Zoyza;Yanyu Chen;Yicen Liu;
Detailed mineralogical and gemological records were conducted on 340 unheated spinels from the Horana, Eheliyagoda, Ratnapura, and Okkampatiya mining areas in Sri Lanka. The color of Sri Lankan spinel varies greatly: in addition to the mainstream pink to purple pink, green and blue can also be seen. Compared with spinel from other regions such as Myanmar, Vietnam, and Tanzania, Sri Lanka's spinel has more abundant inclusions: several mining areas generally have inclusions such as dolomite, apatite, zircon, and chondrodite. Minerals such as graphite and forsterite are also found in spinel produced in the Horana region; graphite and rutile have been found in spinel produced in the Okkamptiya region. Partially healed fissures are most common in spinel in the Okkampatiya mining area; Unlike Vietnamese spinel, dislocations and growth structures are almost absent in Sri Lankan spinel. The LA-ICP-MS analysis results showed that there were no significant differences among the mining areas. LA-ICP-MS analysis of 5 Sri Lankan cobalt blue spinels showed a variation of 11 to 120 ppm in this chromogenic element. The UV visible absorption spectrum results show that Sri Lankan spinel has a combination spectra with variable ratios of the spectral components Cr~(3+), V~(3+) and Fe~(2+) from pink to red, orange, purple to purple, and blue-green. The results of infrared spectroscopy and laser Raman spectroscopy analysis showed that all samples showed no indications for heat treatment.
2023年06期 v.25;No.120 42-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1835K] - 郑浚豪;梁建权;芦明媚;华雯娴;陈琦;
以端砚中的紫色品种老坑、坑仔岩、麻子坑以及宋坑样品为研究对象，利用电子天平、偏光显微镜、红外光谱以及拉曼光谱等测试方法对其进行了研究，以揭示其矿物组成、宝石学特征及振动光谱特征。结果表明，四个品种端砚样品为粉砂质-泥质结构，块状构造；密度在2.68～2.83 g/cm~3,硬度3～4,结构致密，韧性较好；颜色以紫色为主，抛光面多呈土状光泽。红外光谱和拉曼光谱测试结果显示，四个品种端砚样品在主要组成矿物种类上具有相似性，主要由石英、绢云母和金红石组成，而杂质矿物则有绿泥石、独居石和菱锰矿等。其中，宋坑样品中的石英含量较多，相对密度小于其他三个品种。端砚中的石英，促进了其研磨性能，而绿泥石、云母等矿物的存在使其储墨性优良。综上，通过常规宝石学特征、红外光谱和XRD可将老坑、坑仔岩、麻子坑以及宋坑紫色端砚品种与紫色洮砚进行区分。
2023年06期 v.25;No.120 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1718K] - 仲源;沈锡田;张志清;叶敏;韩禹;
宝玉石产地溯源中常采用的元素投图法存在一定局限性，如元素选择的主观性、对原始样品的依赖以及二维投图中多产地的分布重叠。机器学习算法在医疗诊断、农作物溯源等分类场景已有广泛应用，其中线性判别分析算法在宝玉石产地判别中已有不少研究，但其他算法提及得相对较少。本研究以三个产地(河北大麻坪、吉林意气松、朝鲜长渊郡)的橄榄石样品为例，基于激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)检测数据，使用Python语言进行数据处理和建模，分析了元素的选择对于线性判别效果的影响。结果表明选择相关性小且产地分布差异大的元素可以提高模型准确率，选择10种元素(Mn、Zn、Na、Al、Sc、V、Cr、P、Ti、REE)建立的线性判别模型的交叉检验准确率为0.889,优于采用检出限以上的所有元素建模。在10种成分基础上，对比了不同机器学习算法(线性判别分析、支持向量机、决策树、随机森林和反向传播神经网络)的判别效果，发现非线性算法的准确率普遍较高，其中支持向量机综合效果较好。
2023年06期 v.25;No.120 65-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 3074K] - 鲍珮瑾;陈全莉;黄惠臻;
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。
2023年06期 v.25;No.120 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
- 郝月;先怡衡;陈英;梁云;艾昊;杨莉萍;段朝玮;
新疆天湖东遗址是目前西北地区发现的年代最早的绿松石采矿遗址，它的发现为研究我国西北地区古代绿松石来源提供了直接的考古学证据。开展天湖东绿松石矿物学特征研究，可为判断该遗址出产绿松石的产源特点和流布提供基础科学数据。鉴于此，采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、电子探针、拉曼光谱等测试方法开展绿松石样品的表面微形貌、矿物组成、化学成分、拉曼光谱等矿物学和谱学特征的研究。结果表明，新疆天湖东绿松石样品多呈微晶鳞片状及微晶纤维状结构，主要以长柱状、针状、板状相互交织结晶生长，杂质可见石英与黑云母，且出产少见的磷灰石。天湖东绿松石与黑山岭绿松石的拉曼光谱测试结果无明显区别，但电子探针检测的主量化学成分结果显示，天湖东绿松石的Al_2O_(3、)P_2O_5的含量均低于标准值，而黑山岭绿松石却均高于标准值，二者在此存在明显差异。
2023年06期 v.25;No.120 84-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2464K] - 刘松;刘琦;袁仪梦;董俊卿;李青会;
珠饰作为丝绸之路交流的重要标识物之一，具有材质多样、体积小、数量大、时空分布广泛等特征，是研究区域间和区域内交流与互动的重要实物证据。广西合浦是汉代海上丝绸之路始发地之一，合浦汉墓出土了大量珍贵的宝玉石质珠饰。本文利用多种现代分析技术对合浦汉墓出土的各类典型宝玉石质珠饰样品进行了科学研究，明确了各类珠饰的材质属性、制作工艺等相关信息，探讨了其可能的产地来源。分析表明，合浦汉墓出土的宝玉石质珠饰主要有绿柱石、石榴子石、玛瑙、水晶(无色水晶、黄水晶、紫水晶等)、绿松石、琥珀等类型，反映了汉代合浦地区与南亚、东南亚以及中原内陆地区之间的联系。合浦汉墓出土的珠饰特征与桂北地区存在一定差异，表明了内陆江河是古代区域内交流与互动的重要渠道，在区域内交流过程中发挥了重要作用。
2023年06期 v.25;No.120 95-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2875K] - 钟倩;周青;舒骏;刘欣欣;江旭东;徐行;
湖北沙洋新村墓地2020年出土了一批具有明显楚式风格的战国中晚期玉器，包括玉璜、玉环、玉瑬、玉佩、玉管、玉珠等。本文结合X射线荧光光谱(XRF)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、红外光谱(IR)和激光拉曼光谱(Raman)等无损-近无损测试方法，对36件(套)出土玉器的材质特征展开化学成分和振动光谱分析，并对其来源进行初步探讨。结果表明，新村墓地出土的36件(套)玉器中有4件软玉、19件(套)云母玉、3件玛瑙、2件骨质材料和8件(套)玻璃。其中1件青白玉环“海鸥状”的稀土元素配分曲线、较低的稀土总量以及Eu负异常、Ce轻微负异常反映玉料可能源于新疆、青海或甘肃，含大量星点状石墨次要矿物的软玉可能产自新疆、青海或辽宁。玉器材料中云母玉比例约55%,造型多样，尺寸普遍较大，但多质地不佳、工艺粗糙，Si含量偏高，K含量略偏低，玉料内部残留溶蚀状云母斑晶，推测应为一种交代成因的湖北本地原料。蜻蜓眼式珠有铅钡玻璃和钠钙玻璃两种类型，前者以高Pb(8.12%～14.77%)、Ba(14.49%～20.08%)、Cu(4.51%～7.56%)为特征，为湖北本地制作；后者以高Na(Na_2O:10.9%～11.9%)、Ca(CaO:5.84%～6.25%)、Sb(1.75%～2.28%)为特征，系西方传入。新村墓地的软玉璜出自下大夫墓M1,云母质玉器、玛瑙器、玻璃器均出自夫人墓M2,这些传统意义上非“真玉”材料的使用反映了墓主人囿于财力、地位而选择以石代玉进行随葬的用玉观。
2023年06期 v.25;No.120 112-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 3395K] - 刘欣欣;钟倩;王雁琳;包德清;舒骏;
清代翡翠一直备受人们的喜爱，但是目前其研究较少，近年有些商家以B货、C货翡翠冒充清代翡翠，并尝试混淆视听。本文采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、红外光谱仪、X射线粉末衍射仪、激光拉曼光谱仪、荧光光谱仪和扫描电子显微镜等仪器对腾冲某地出土的清代翡翠样品进行测试分析。LA-ICP-MS结果显示清代翡翠样品中Sr/Ba大于1,Eu正异常。拉曼光谱显示深绿色样品含有绿辉石，XRD显示深绿色样品主要矿物是硬玉和次要矿物是绿辉石。红外光谱显示所有样品均在2 923 cm~(-1)和2 852 cm~(-1)处存在蜡的吸收峰，没有胶及染料，说明非现代B货、C货翡翠。经过红外光谱二阶导数计算，蜡的含量较少，可能是通过加工时上蜡的步骤引入。扫描电子显微镜Mapping显示有机物C聚集在矿物裂隙中。三维荧光光谱结果显示，所有样品的荧光中心主要集中425 nm(λ_(ex))/460 nm(λ_(em))附近，次要集中在370 nm(λ_(ex))/433 nm(λ_(em))附近。经测试石蜡的三维荧光中心与清代翡翠的主要荧光中心相同，次要荧光中心为土壤腐殖酸。本文清代翡翠样品是以硬玉为主的天然A货翡翠，含有蜡并且由蜡和土壤腐殖酸共同导致了荧光。
2023年06期 v.25;No.120 124-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2339K] - 覃璇;邹婧;龙天一;刘琦;
一类个体微小，质地多样，以动植物、器物和吉祥符号为造型的微雕珠饰于西汉中期涌现。有别于形制简单的管、珠，这些复杂的微雕珠饰体现了更高的工艺水平、更丰富的审美情趣和吉祥崇拜内涵，但对此类珠饰的系统研究尚不充分。本文梳理并公布了一批湖南出土汉晋时期动物形微雕珠饰，部分样品使用拉曼光谱、X射线荧光光谱以及傅里叶变换红外光谱等科学手段加以表征。分析表明，这些微雕珠饰中既有直接从域外输入的；也可能有使用外来材料在本地加工制作的；还有以传统材料，制作出富有中国传统审美情趣的等几个类群。其中，海螺形、甲虫形和施蓝釉狮形几种形制较为特殊。这类微雕动物形珠饰，是在汉代之前的自然崇拜以及本土动物形玉石器审美基础上，吸收了外来审美风尚，通过材料使用、加工技术借鉴融合产生的产物，是中华文明包容融合，交流互鉴的生动体现。这类珠饰在湖南的出土，进一步说明该地在跨区域文化、物质传播中起到的重要作用。
2023年06期 v.25;No.120 134-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2457K]