作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
老挝水洞桃花石因与寿山石中的著名品种高山桃花石外观质地相似而受到关注。 运用宝石显微镜、 X射线粉晶衍射(XRD)、 红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(LRM)等测试方法对老挝水洞桃花石样品的矿物组成、 红外光谱特征、 拉曼光谱特征、 杂质矿物成分以及颜色成因进行了研究, 并与高山桃花石的特征对比可知: 老挝水洞桃花石的主要矿物组成为结晶度中等的地开石与高岭石的过渡矿物或结晶度较高的地开石, 个别样品还含有石英。 老挝水洞桃花石在官能团区的三个红外特征吸收峰位于3 697, 3 653和3 621 cm-1处, 与羟基的伸缩振动有关, 其矿物成分为无序地开石-高岭石过渡矿物。 高山桃花石样品的红外光谱存在3 702, 3 653和3 621 cm-1三个特征吸收峰, 吸收峰的位置及强度表明其基质部分的矿物组成为有序地开石。 老挝水洞桃花石和高山桃花石样品在指纹区的红外光谱特征基本一致, 均显示1 106, 1 034和1 006 cm-1处Si—O和Al—O—H的伸缩振动吸收峰; 937和913 cm-1处Al—O—H弯曲振动吸收峰, 695和538 cm-1处Si—O—Al伸缩振动吸收峰; 471和430 cm-1处Si—O弯曲振动吸收峰。 老挝水洞桃花石样品基质部分的拉曼光谱中, 200~1 000 cm-1范围内202和273 cm-1处拉曼峰归属于O—H—O伸缩振动, 341 cm-1拉曼峰归属于Si—O振动, 439和468 cm-1处拉曼峰归属于Si—O弯曲振动, 754和800 cm-1处拉曼峰归属于Al—O—Si的弯曲振动, 921 cm-1处拉曼峰归属于OH弯曲振动。 3 550~3 750 cm-1范围内OH振动区通常显示与红外光谱高频区相似的三个谱峰。 老挝水洞桃花石和高山桃花石中“桃花”内含物均为赤铁矿, 特征拉曼峰位于225, 296, 411和1 318 cm-1处, 高山桃花石中还存在锐钛矿, 特征拉曼峰出现在145和639 cm-1处。 结合显微放大观察和电子探针成分分析的结果可知, 老挝水洞桃花石和高山桃花石都为杂质矿物致色, 内部密集的微晶赤铁矿包裹体使之呈现红色。
老挝水洞桃花石 高山桃花石 红外光谱 拉曼光谱 颜色成因 Laos Peach-blosson Stone Gaohan Peach-blossom Stone XRD XRD FTIR spectrum Ramam spectrum Color genesis 
光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2901
作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
老挝水洞桃花石因与寿山石中的著名品种高山桃花石外观质地相似而受到关注。 运用宝石显微镜、 X射线粉晶衍射(XRD)、 红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(LRM)等测试方法对老挝水洞桃花石样品的矿物组成、 红外光谱特征、 拉曼光谱特征、 杂质矿物成分以及颜色成因进行了研究, 并与高山桃花石的特征对比可知: 老挝水洞桃花石的主要矿物组成为结晶度中等的地开石与高岭石的过渡矿物或结晶度较高的地开石, 个别样品还含有石英。 老挝水洞桃花石在官能团区的三个红外特征吸收峰位于3 697, 3 653和3 621 cm-1处, 与羟基的伸缩振动有关, 其矿物成分为无序地开石-高岭石过渡矿物。 高山桃花石样品的红外光谱存在3 702, 3 653和3 621 cm-1三个特征吸收峰, 吸收峰的位置及强度表明其基质部分的矿物组成为有序地开石。 老挝水洞桃花石和高山桃花石样品在指纹区的红外光谱特征基本一致, 均显示1 106, 1 034和1 006 cm-1处Si—O和Al—O—H的伸缩振动吸收峰; 937和913 cm-1处Al—O—H弯曲振动吸收峰, 695和538 cm-1处Si—O—Al伸缩振动吸收峰; 471和430 cm-1处Si—O弯曲振动吸收峰。 老挝水洞桃花石样品基质部分的拉曼光谱中, 200~1 000 cm-1范围内202和273 cm-1处拉曼峰归属于O—H—O伸缩振动, 341 cm-1拉曼峰归属于Si—O振动, 439和468 cm-1处拉曼峰归属于Si—O弯曲振动, 754和800 cm-1处拉曼峰归属于Al—O—Si的弯曲振动, 921 cm-1处拉曼峰归属于OH弯曲振动。 3 550~3 750 cm-1范围内OH振动区通常显示与红外光谱高频区相似的三个谱峰。 老挝水洞桃花石和高山桃花石中“桃花”内含物均为赤铁矿, 特征拉曼峰位于225, 296, 411和1 318 cm-1处, 高山桃花石中还存在锐钛矿, 特征拉曼峰出现在145和639 cm-1处。 结合显微放大观察和电子探针成分分析的结果可知, 老挝水洞桃花石和高山桃花石都为杂质矿物致色, 内部密集的微晶赤铁矿包裹体使之呈现红色。
老挝水洞桃花石 高山桃花石 红外光谱 拉曼光谱 颜色成因 Laos Peach-blossom Stone Gaoshan Peach-blossom Stone XRD XRD FTIR spectrum Raman spectrum Color genesis 
光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2901
作者单位
摘要
中国地质大学珠宝学院, 湖北 武汉 430074
溪蛋石是寿山石的著名品种之一, 指散落在月洋溪中的一种山坑石, 系寿山石中的芙蓉石品种的风化产物。 残块经过雨水冲刷流入溪中, 复受水流、 河沙等长年冲击, 形成浑圆卵石状外表, 因其易于雕刻塑形, 广受近代雕刻家好评。 为了探究寿山溪蛋石的矿物学和谱学特征, 运用常规的宝石学测试方法、 X射线粉末衍射仪、 傅里叶变换红外光谱仪、 显微激光拉曼光谱仪和电子探针等测试方法, 对几件黄色溪蛋石样品的矿物组成、 红外及拉曼光谱特征、 化学成分等展开了全面研究。 常规宝石学测试结果表明, 溪蛋石样品的相对密度约为2.8, 摩式硬度小于3; 为了避免层状硅酸盐矿物的择优取向性, XRD实验采用侧压法, 测试结果表明, 溪蛋石由较纯的叶蜡石组成, 并以单斜晶系(2M型) 叶蜡石的形式存在, 以2θ=19°~22°之间4.44 (020) , 4.24 (112) 和4.17 (111) 三个衍射峰为特征, 其中(112) 和(111) 两个衍射峰相距很近, 在(112) 衍射峰(2θ=21.06°) 右侧出现了一个衍射肩; 在2θ=28°~31°之间, 以3.06 (003) 强峰(2θ=29.05°) 为特征; 采用红外光谱仪可以有效的确定溪蛋石基质和石皮部分的矿物成分。 样品的红外光谱表明, 溪蛋石的风化皮与基质部分矿物成分均为叶蜡石, 指纹区的主要特征峰为1 122, 1 068, 1 052, 949, 853, 835, 812, 541和484 cm-1, 其中, 1 122 cm-1归属于Si—O伸缩振动, 1 068和1 052 cm-1附近强而尖锐的吸收峰由简并解除的Si—O—Si伸缩振动引起, 949 cm-1左右的吸收窄带由Al—OH面内弯曲振动引起; 853, 835及812 cm-1处强度较弱的倒“山”字形吸收谱带属于Al—OH面外弯曲振动, 541 cm-1处吸收峰为Si—O—Al伸缩振动引起, 484 cm-1归属于Si—O弯曲振动; 官能团区3 675 cm-1处尖锐的吸收峰由Al—OH伸缩振动所导致, 指示了叶蜡石结构的高度有序化。 采用显微激光拉曼光谱对溪蛋石中的包裹体进行测试, 以确认其矿物成分。 结果显示, 点片状黑色包裹体为赤铁矿, 拉曼特征峰为224, 291, 409, 494以及1 315 cm-1, 灰白色矿物为硬水铝石, 拉曼特征峰出现在448, 499和667 cm-1, 还存在707, 788和1 194 cm-1处弱峰, 与硬水铝石的标准谱峰吻合。 此外, 基质部分在111, 194和261 cm-1处的拉曼峰由Si—O键伸缩振动所致, 706 cm-1处强而尖锐的拉曼峰以及3 670 cm-1处的峰是由O—H伸缩振动所致, 与叶蜡石的拉曼光谱一致, 也与红外光谱的测试结果对应。 根据矿物单位分子中的电价平衡原则和正电荷总数, 利用电子探针测试数据计算溪蛋石的平均晶体结构化学式为: (Al1.98Na0.02Cr0.01)[(Si3.98Al0.02)O10](OH)2。 溪蛋石化学成分稳定, 主要含有Si(64.88%) , Al(27.55%) 。 寿山溪蛋石中含0.2%左右的Cr和0.02%左右的Fe和Cr元素含量远大于Fe元素, 因此推测溪蛋石的浅黄色由Cr和Fe离子共同作用所致。
溪蛋石 叶蜡石 傅里叶变换 红外光谱 拉曼光谱 福建寿山 Xidan Stone Pyrophyllite FTIR spectra Raman spectra Fujian shoushan 
光谱学与光谱分析
2019, 39(2): 543

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