近期在湖北绿松石市场上出现一种带有肉眼可见的灰黑色异形杂质的绿松石, 于此种绿松石的研究甚少。 故选取来自湖北省十堰的一块该种绿松石原石, 蓝色绿松石基底上布满形态各异、 大小不一的灰黑色杂质, 放大观察可见灰黑色杂质矿物呈金属光泽。 对灰黑色杂质采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪进行原位微区微量元素测试、 背散射电子图像物相观察、 主量化学成分测试采用能谱仪进行半定量测试和电子探针定量测试以及显微激光拉曼光谱仪测试。 灰黑色杂质矿物的LA-ICP-MS测试激光剥蚀束斑直径及深度的影响, 测试结果表现为灰黑色杂质矿物和少量绿松石的混合物的化学成分含量, 灰黑色杂质矿物处Se含量为95 927~221 394 μg·g^-1明显高于蓝色基底绿松石中Se的含量(146~212 μg·g^-1), 灰黑色杂质处的测试结果中CuO含量为7.47%~9.28%、 Al₂O₃含量为28.1%~35.7%, P₂O₅含量为30.1%~37.8%为少量绿松石混杂产生; 背散射电子图像表明杂质矿物结晶颗粒细小, 细小的杂质矿物与绿松石混杂在一起, 他形的杂质矿物为多个晶体集合在一起形成的集合体, 能谱测试结果表明杂质矿物主要含有Al, P, Fe, Cu和Se, 电子探针主量化学成分定量测试结果表明杂质矿物主要含有Se, 含量为79.34%~87.97%, 此外, 由于杂质矿物结晶颗粒细小, 杂质矿物集合体中可见杂质矿物与绿松石混杂, 因此化学成分定量测试结果中还呈现有绿松石中的Al, P, Fe, Cu和Al含量约为0.93%~4.13%, Cu含量约为1.30%~2.04%, P含量约为0.66%~2.40%, Fe含量约为0.31%; 杂质矿物的显微激光拉曼光谱峰为位于144和235 cm^-1处的尖锐拉曼谱峰, 结合化学成分谱学测试结果可鉴别该杂质矿物主要为自然硒。 硒矿物是绿松石中新发现的杂质矿物, 绿松石中杂质矿物自然硒的发现可以为珠宝从业者鉴别绿松石提供有效的鉴定依据。

“水波纹”绿松石是一种在外观上呈现水波纹状花纹图案的天然绿松石, 产量稀少却深受消费者喜爱, 前人对绿松石的研究较丰富, 但对“水波纹”绿松石的研究较少。 对一块基底呈浅蓝白色, 条纹呈蓝绿色的“水波纹”绿松石样品用显微激光拉曼光谱仪、 显微红外光谱仪、 微区X射线衍射、 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、 扫描电镜、 显微紫外-可见-近红外光谱仪等测试其各种性能。 结果表明, 条纹区与非条纹区的主要矿物均为绿松石; 红外光谱和拉曼光谱均显示绿松石的光谱; 条纹区与非条纹区的化学成分不同, 条纹区Al₂O₃, SiO₂, MgO, V, Co, Ni, U及Y, Mo, Cd的含量较非条纹区含量高, 而非条纹区P₂O₅, CuO, K₂O及Na₂O的含量较条纹区含量高; 扫描电镜微形貌显示, 条带区的晶体多为厚板状、 晶体颗粒大、 排列紧密, 几乎不可见孔隙, 非条带区的晶体多为大小不一的柱状、 碎片状, 杂乱排列, 可见孔隙; 微区X射线衍射表明条带区的结晶度较非条带区的结晶度高; 显微紫外-可见-近红外光谱表明条带区与非条带区的致色离子相同, 均在426和660 nm处有可见吸收峰, 致色离子均为Fe³⁺和Cu²⁺。 “水波纹”绿松石样品的谱学特征表明, 条纹处与非条纹处的颜色差异与致色离子没有明显关系, 而颜色及透明度差异与绿松石的结晶程度、 致密程度有主要关系, “水波纹”绿松石中绿松石结晶度的变化表明了绿松石形成环境的不稳定性, 结晶度的周期性变化表明了形成绿松石的外界环境具有周期性变化的规律, 为研究绿松石的颜色成因及绿松石的成矿环境提供数据支撑。

条纹绿松石是湖北十堰绿松石市场出现的一种深受消费者喜欢的品种, 该研究对象为一块基底为浅蓝绿色, 条纹为红褐色的绿松石样品, 红褐色条纹在浅缘蓝色基底上规律性分布。 对样品进行显微观察、 能谱仪成分测定、 显微紫外-可见-近红外光谱仪测试和显微激光拉曼光谱仪测试。 研究结果表明, 样品的红褐色条带由呈近圆形的赤铁矿集合体在绿松石中规律性聚集形成, 赤铁矿颗粒细小, 呈圆点状、 雪花状集合体在绿松石中浸染状分布; 化学成分测试结果表明条带处比基底处铁含量高, 且杂质矿物中FeO_T含量约为56.06%~59.13%; 显微紫外-可见-近红外光谱显示杂质矿物中的致色离子主要为Fe³⁺, 可见374 nm附近由Fe³⁺的d电子跃迁[⁶A₁→⁴E(⁴D)]所致的弱吸收、 429和418 nm附近由Fe³⁺的d电子跃迁(⁶A₁→⁴E, ⁴A₁(⁴G))所致的双吸收、 475 nm附近和544 nm附近由Fe³⁺对{[⁶A₁+⁶A₁→⁴T₁(⁴G)+⁴T₁(⁴G)]}电子跃迁所致的弱吸收; 杂质矿物的显微激光拉曼光谱在225, 296, 411, 612, 659和1 320 cm^-1处显示赤铁矿的典型拉曼峰。 条纹绿松石中杂质矿物的谱学特征表明该杂质矿物为赤铁矿。 绿松石中的赤铁矿为绿松石矿床中的伴生矿物, 绿松石中赤铁矿的存在为绿松石的产地鉴别以及古代绿松石的产地溯源提供数据支撑, 条纹绿松石中杂质矿物赤铁矿的周期性出现表明绿松石形成环境的不稳定及周期性。