1 安徽省地质实验研究所(国土资源部合肥矿产资源监督检测中心), 安徽 合肥 230001
2 中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
巴基斯坦Swat矿区祖母绿以饱和绿色和高净度著称, 其价格逐年攀升, 如何有效鉴别Swat矿区祖母绿的特征成为当前的研究热点。 采用常规宝石学仪器、 电感耦合等离子质谱、 红外光谱、 拉曼光谱和紫外-可见吸收光谱对该矿区祖母绿的宝石学及谱学特征进行研究, 并探讨其颜色成因。 结果显示: (1)Swat矿区祖母绿晶体常为六方柱状, 且净度较高。 样品颜色呈明亮的绿色, 具有中等至强的二色性(黄绿/蓝绿色)。 折射率偏高, 约1.588~1.599, 与晶体碱金属含量高有关。 (2)晶体中部分Al与Mg, Fe, Cr等发生类质同象置换。 其中替换最多的是Mg元素, 含量达11 402~12 979 ppma(平均为12 446 ppma); Fe和Cr元素次之(平均含量分别为2 390和2 199 ppma)。 样品中碱金属元素(Na, K, Rb, Cs)含量很高, 总量约14 201~16 136 ppma, 平均为15 183 ppma。 (3)红外光谱显示指纹区1 312, 1 152, 983, 838, 701, 616和559 cm-1处的吸收峰, 由[Si6O18]等基团振动所致。 近红外区可见较强的Ⅱ型水振动相关吸收峰(7 074 cm-1), 说明样品中存在较多Ⅱ型水, 与晶体中碱金属离子含量较高相符。 拉曼光谱显示324, 399, 516, 685和1 067 cm-1等祖母绿的拉曼位移, 并检测到气液包裹体相关的H2O (3 595 cm-1)、 CO2(1 284和1 284 cm-1)和N2(2 327 cm-1)以及伴生矿物滑石和磁铁矿的拉曼位移。 (4)紫外可见-吸收光谱(UV-Vis)测试结果显示有Cr3+(688~641 nm), V3+(610 nm), Fe2+(860 nm)和Fe3+(375 nm)相对应的吸收峰。 样品中Fe元素含量为1 124~3 561 ppma, Cr元素含量为730~3 077 ppma, V元素含量较少, 为28.01~263.9 ppma。 不同样品中Cr元素含量差距较大, V元素含量差距小, Cr和V离子数比值约3.43~60.05。 随着样品颜色饱和度增加, Cr元素含量急剧增大, V元素含量增加极少, Fe元素含量反而降低。 推测Swat矿区祖母绿主要致色元素为Cr, 其次为V, 其色调和荧光可能受Fe元素影响。
巴基斯坦祖母绿 Swat矿区 宝石学 光谱学 颜色成因 Pakistan emeralds Swat Valley Gemology Spectroscopy Color origin 光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3533
1 中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京 100083
2 安徽省地质实验研究所, 安徽 合肥 230001
近年来, 市场对高品质绿松石的产地识别需求愈加迫切, 然而, 相应的研究尚少。 湖北秦古、 文峰和安徽笔架山产有结构致密细腻、 光洁坚韧, 蓝色的绿松石。 它们的谱学特征基本一致, 但在峰位或强度上存在可以识别的差异。 红外光谱特征中, 由δ(OH)弯曲振动引起的783 cm-1附近谱带在秦古样品中表现为797和779 cm-1分裂峰, 在文峰样品中表现为787 cm-1峰, 在笔架山样品中表现为783 cm-1峰。 不同产地的R=I783 cm-1/I837 cm-1值不同, 秦古样品R值在0.98以上, 文峰样品R值在0.85左右, 笔架山样品R值集中在0.91～0.94。 属于ν4(PO4)伸缩振动内的609 cm-1附近谱带在文峰样品中较明显且强度大, 在秦古样品中峰形略宽、 强度稍弱, 笔架山样品在该处吸收平缓且强度很小。 拉曼光谱中在3 500 cm-1附近笔架山样品的峰位波数明显较湖北秦古和文峰样品的大(为3 506和3 505 cm-1), 而湖北所有样品的此峰均低于3 500 cm-1(3 495～3 500 cm-1), 可能由水组分的不同造成的, 且其在3 472 cm-1附近的峰强度明显偏大。 同样情况发生在由ν4(PO4)弯曲振动引起的551 cm-1峰, 可能为微量元素Zn的含量差别所致。 以上特征可作为识别湖北和安徽两产地绿松石的重要谱学标志, 结合其外观特征, 可以将二者有效区分。 以上研究结果还具有潜在的考古学价值。
绿松石 红外光谱 拉曼光谱 湖北 安徽 Turquoise Infrared spectrum Raman spectrum Hubei Anhui 光谱学与光谱分析
2018, 38(4): 1059
