南红玛瑙是玛瑙中比较特殊的品种, 因其温润的质地和鲜艳的颜色被广大消费者接受。 云南保山南红玛瑙原石中常出现一种在外侧透明且与内侧分界明显的特殊条带, 在研究南红玛瑙时较少有提到这种条带。 采用显微激光拉曼光谱、 场发射扫描电镜来对此条带展开分析, 测试结果表明拉曼光谱中外侧（Ⅰ区）与内侧（Ⅱ区）区别在于503 cm-1峰的强弱变化和400 cm-1峰的分裂程度变化。 两个样品结果都显示503 cm-1峰强从外到内呈现逐渐减少直至消失以及400 cm-1峰在Ⅰ区和Ⅱ区规律性变化。 503 cm-1拉曼峰代表一种二氧化硅中间相矿物——斜硅石, 说明从外到内斜硅石的含量逐渐降低直至消失。 400 cm-1分裂峰396和402 cm-1的分裂程度随着503 cm-1峰强的减弱其分裂程度增强, 而400 cm-1的分裂程度差异反映玛瑙的结晶程度, 因此结晶程度与斜硅石的含量存在一定的相关性。 选取YND-6#2进行计算斜硅石的含量, 通过模拟I（503 cm-1）/ I（465 cm-1）峰强度比值与斜硅石含量的关系函数, 计算得到斜硅石含量最大值为11.67%, 表明其形成为非蒸发环境。 扫描电镜结果表明从Ⅰ区到Ⅱ区颗粒的尺寸增加、 排列的有序程度增加、 自形程度增加, 表明从Ⅰ区到Ⅱ区结晶程度增加, 综上得到南红玛瑙特殊条带内斜硅石含量的规律变化和结晶程度的变化以及Ⅰ区与Ⅱ区微观形貌差异和外观差异表明其为不同的生长阶段。

在我国东北大、 小兴安岭南段, 广泛产出一种外观以红色为主, 常带有黄色调的半透明玛瑙, 被称为“北红玛瑙”。 通过偏光显微镜观察、 X射线粉晶衍射分析、 拉曼光谱、 紫外-可见光吸收光谱、 岩石化学全分析对北红玛瑙及黄色、 白色对比样品的物相组成、 化学组成和光谱学特征进行了测试分析。 结果显示, 北红玛瑙的主要矿物组成为α-石英, 次要矿物组成为斜硅石和针铁矿, 另外还含有极少量的赤铁矿。 北红玛瑙的红色、 黄色与针铁矿和极少量的赤铁矿有关, 与南红玛瑙主要为赤铁矿致色明显不同。 显微观察时, 针铁矿、 赤铁矿以橙红色点状和浸染状两种形式存在, 其中点状分布的针铁矿、 赤铁矿大小约10 μm, 但不具备明显的单晶晶体形状, 推测是由亚微米级大小的针铁矿及极少量的赤铁矿聚集形成的集合体; 浸染状分布的橙红色针铁矿、 赤铁矿不可见矿物颗粒大小, 推测其颗粒大小和点状分布的致色矿物类似, 均为亚微米级大小, 但与点状分布的致色矿物不同的是, 并未聚集形成显微镜下可见的点状集合体。 整体上外观呈红色的北红玛瑙中针铁矿、 赤铁矿的含量多于黄色对比样品中的致色矿物含量, 致色矿物的含量会直接影响北红玛瑙的颜色色调。 紫外-可见光吸收光谱中, 针铁矿中Fe3+的6A1→4E, 6A1→4E4A1, 2(6A1)→2(4T1)(4G), 6A1→4T2(4G)和极少量赤铁矿中Fe3+的6A1→4E4A1, 6A1→4T2吸收带与针铁矿、 赤铁矿中O2-和Fe3+之间的电荷转移共同作用, 形成了北红玛瑙带黄色调的红色外观。 紫外-可见光吸收光谱的一阶导数谱中, 可见光范围内北红玛瑙的一阶导数谱极小值的位置为555和556 nm, 黄色对比样品为530 nm, 淡黄色对比样品为502 nm, 随着玛瑙红色调的逐渐减少, 可见光范围内一阶导数谱的极小值位置也逐渐减小, 可以据此衡量红色～黄色玛瑙的色调深浅, 这也对石英质玉石的品种鉴定及颜色分级具有重要参考意义。

产于黑龙江的“北红玛瑙”与四川凉山、 云南保山的“南红玛瑙”是我国珠宝市场上常见的红色玛瑙, 然而相应的产地特征研究较少, 结合色度学、 拉曼光谱、 X射线粉晶衍射分析对三个产地的73件红色玛瑙的色度学、 矿物学、 光谱学特征进行了对比分析。 结果表明, “北红玛瑙”的主要物相组成为α-石英和斜硅石, 次要矿物组成为针铁矿、 赤铁矿; 四川凉山与云南保山“南红玛瑙”的主要物相组成为α-石英, 次要矿物为赤铁矿、 针铁矿、 方解石等, 少量样品含有斜硅石。 黑龙江“北红玛瑙”的颜色主波长范围为574～605 nm, 集中于［580, 590］区间, 对应黄色-橙黄色-橙色色调, CIE1976Lab色空间中a≤6.2, b≤6.3; 四川凉山“南红玛瑙”的主波长范围为589～624 nm, 云南保山“南红玛瑙”主波长范围为589～599 nm, 两个产地的“南红玛瑙”主波长均集中于［590, 600］区间, 对应橙色-橙红色色调, 大部分样品a＞6.2或b＞6.3, 整体而言相比“北红玛瑙”颜色色调偏红, 其彩度和亮度总体上也高于“北红玛瑙”。 拉曼光谱中, 斜硅石Si—O—Si对称伸缩-弯曲振动引起的501 cm-1峰在“北红玛瑙”中的强度高, 在两个产地的“南红玛瑙”中不存在或者强度弱。 斜硅石与α-石英特征峰强度比(I501/I463)和面积比(A501/A463)结果基本一致, 在研究及鉴定过程中可以根据实际情况灵活选择。 拉曼光谱粉末法测得的斜硅石与α-石英特征峰强度比(I501/I463)和面积比(A501/A463)结果位于大量随机点测的范围内, 在日常鉴定中可以用多次无损点测的方法来获得接近粉末法的结果。 黑龙江“北红玛瑙”的特征峰面积比(A501/A463)稳定在0.15～0.36, 而四川凉山与云南保山“南红玛瑙”稳定在0.00～0.08, 指示了两个产地“南红玛瑙”的斜硅石相对含量比“北红玛瑙”少, 推测是两地的“南红玛瑙”在初期形成后都经历了较强的脱水和重结晶作用过程, 使斜硅石转化成低温的α-石英所致。 可以综合利用色度学特征及拉曼光谱, 结合斜硅石与α-石英谱特征峰强度比(I501/I463)或面积比(A501/A463), 对产于黑龙江的“北红玛瑙”以及四川凉山、 云南保山的“南红玛瑙”进行区分, 这也对玛瑙的产地鉴定、 出土文物溯源等具有重要意义。