印度“龙蛋石”因其与青田龙蛋石具有相似的多色材质, 作为雕刻石引进国内。 然而目前市场对印度“龙蛋石”的谱学特征和成分结构还不清楚。 选取了极具代表性的样品, 利用偏光显微观察、 X 射线粉晶衍射仪(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 电子探针(EPMA)、 傅里叶红外光谱仪(FTIR)对该样品的宝石矿物学特征、 颜色成因以及谱学特征进行了深入的研究。 印度“龙蛋石”以具有“白肉红心”为特征。 偏光显微镜显示, “印度龙蛋石”为隐晶质鳞片变晶结构, “红心”区域出现明显的红褐色斑块物质, 并从中心红色区域到边缘黄绿色区域呈现出由密集到松散分布的规律, 与外观颜色变化相符。 X射线粉晶衍射结果显示, 淡黄绿色“白肉”和“红心”区域衍射图谱一致, 均显示三个强的10.00、 4.99和3.33 衍射峰, 且在2.86、 2.99、 3.20、 3.49和3.73 处均可见伊利石衍射峰, 无其他矿物相存在, 表明样品为纯度较高的2M1型伊利石。 XRD在10.00 峰的半高宽为0.092°Δ2θ, 表明伊利石有序度和结晶度较好。 电子探针测试进一步证实该印度“龙蛋石”主要为伊利石, 其平均层间阳离子含量为0.824 p.u.f., 并含有0.05%～0.08%Wt的结构铁。 扫描电镜背散射成分图像显示红褐色斑块状物质具有明显的高亮衬度, 但普遍表现为伊利石鳞片状形貌。 能谱测试表明该区域铁平均含量为0.48%Wt, 高于伊利石中结构铁含量一个数量级, 表明红褐色斑块状含铁物质可能是印度“龙蛋石”的致色物质。 扫描电子显微镜下发现立方形貌的KCl晶体, 指示伊利石可能直接结晶于富K流体中。 傅里叶红外光谱测试结果表明, 样品在3 630 cm-1为OH伸缩振动峰; 830 cm-1为四面体内Al—O振动; 756 cm-1的吸收峰与Al取代Si参与四面体配位有关, 为四面体内Si—O—Al振动的表现。 位于3 625 cm-1附近的OH伸缩振动吸收峰与825和750 cm-1双指纹吸收峰为伊利石矿物的特征傅里叶红外吸收峰, 印证了该印度“龙蛋石”主要矿物为伊利石。 对印度“龙蛋石”的研究丰富了对雕刻石材质的宝石学和谱学特征的认识, 其红外光谱特征可作为雕刻石样品快速无损测试的鉴定依据。

龙溪玉产自四川省汶川县龙溪乡地区， 是古蜀玉文化中重要的和田玉料。 为研究龙溪玉的基本特征以及颜色成因， 初步探索其对古玉料色和沁色的指示意义， 结合岩石学薄片分析、 激光拉曼光谱、 X射线荧光光谱和XRF微区面扫技术， 对不同颜色的龙溪玉样品开展检测和数据对比。 根据龙溪玉矿点野外地质勘查和采集的玉石样品， 龙溪玉普遍发育有清晰的色带， 颜色空间分布规律为灰黑色—青色—青白色—青色—灰黑色。 矿物成分分析结果显示， 不同颜色的龙溪玉均以透闪石为主， 含少量白云母、 方解石和磷灰石等副矿物， 其中浅色层带多含方解石脉， 深色层带副矿物相对较多。 不同颜色龙溪玉样品均显示典型的透闪石拉曼光谱， 即174、 228、 376、 392、 674、 935、 1 027和1 061 cm-1处的特征峰， 在3 600～3 700 cm-1内仅显示3 675 cm-1处1个羟基峰。 各色龙溪玉未显示阳起石或石墨的特征峰， 指示深色龙溪玉并非矿物致色。 XRF测试结果显示， 各色龙溪玉样品的SiO2含量在55.20%～57.94%， MgO含量在24.10%～25.00%， CaO含量在12.60%～13.80%， Al2O3含量在0.39%～1.77%， 铁氧化物含量在0.25%～0.42%， Fe-VOL05滴定法测定铁氧化物主要为FeO， 但Fe2+含量与龙溪玉颜色深浅未见相关性。 μ-XRF面扫结果显示， Si、 Mg含量在黑灰色龙溪玉中相对较高， V、 Cr含量在青绿色龙溪玉中相对较高， Fe、 Mn、 Cu等宝玉石中的常见致色元素含量在龙溪玉不同色带中相对均匀。 因此， 综合各分析结果显示， V和Cr是青绿色龙溪玉的致色元素。 基于无损鉴定的谱学特征和致色机制分析能够更好地应用于古玉器玉料的对比研究， 为进行古蜀玉文化的玉料溯源和玉文化溯源提供科学依据。

产于加拿大的宝石级铬钙铝榴石（又称沙弗莱石）, 常具有特殊的绿色团状色带, 其黑色或深绿色的核心往往被边缘的翠绿色色带包围, 形似“蛙卵”。 为了探究加拿大具“蛙卵”状色带沙弗莱石的宝石学性质以及谱学特征, 通过常规宝石学测试、 LA-ICP-MS、 紫外-可见-近红外光谱、 拉曼光谱对该区样品进行了系统研究, 旨在探明色带的颜色成因以及不同色区成分和谱学的变化。 化学成分分析表明, 加拿大沙弗莱石均以钙铝榴石成分为主（核部: Grossular>55.64 mol%; 边缘: Grossular>83.90 mol%）, 但不同颜色区域的Cr2O3含量存在明显差异。 在色带中心的深色核心区域呈现较高的钙铬榴石成分（Uvarovite平均为21.49 mol%）, 其中黑色的核心还具有较高的Ti含量（TiO2>1.9 Wt%）。 除此之外, 样品还均含少量的Fe以及微量的V, Mg和Mn。 紫外-可见-近红外光谱研究表明, Cr为主要的致绿色元素、 Fe为致黄色元素。 位于蓝紫区435 nm左右和红区603 nm左右的吸收带主要是由于Cr3+所致。 700 nm左右出现的双峰可作为区别V3+的Cr3+特征峰。 Fe3+在370 nm左右产生吸收峰, 同时对蓝紫区435 nm处的吸收带也有贡献, 1 220 nm处宽缓的吸收带是由Fe2+所致。 通过分析Fe2O3与Cr2O3+V2O3含量比值能够有效地区分不同绿色调的钙铝榴石。 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值小于或在1.61附近时, 常显示较为纯正的翠绿色色调; 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值在2.71附近时, 常显示黄绿色色调; 当Fe2O3与Cr2O3+V2O3的比值在4.38附近时, 常显示绿黄色色调。 拉曼光谱分析表示, 样品中黄绿色至翠绿色区域均显示出典型的钙铝榴石谱。 800～1 100 cm-1之间的拉曼峰主要是由［SiO4］四面体的伸缩振动引起的; 400～700 cm-1之间的拉曼峰主要是由［SiO4］四面体的弯曲振动引起的; 400 cm-1以下的拉曼峰主要是由晶格振动引起的。 通过样品不同色区的拉曼光谱与天然钙铬榴石拉曼光谱的对比表明, 从样品的边缘至黑色核心, 随着矿物结构中Cr3+含量的增加会导致拉曼峰位发生规律性的偏移。

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。

运用X射线粉晶衍射、 傅里叶红外光谱、 拉曼光谱等光谱学方法, 辅以静水称重法、 扫描电镜、 湿化学分析等矿物学测试手段, 对近年来在福建寿山发现的寿山石新品种——豆耿石的谱学和矿物学特征进行了研究。 XRD测试结果表明样品豆耿石的主要矿物成分是有序度存在差异的地开石; 物相和多型分析表明除2M1型地开石外的杂质矿物成分有黄铁矿、 明矾石、 多型为2M和1Tc过渡结构的叶蜡石和2M1多型的伊利石; 对红外光谱谱峰的分析显示与XRD测试结果相符的物相特征, 表明样品以无序地开石为主; 由于样品切片显微镜下性状表明样品中浸染色脉和不透明矿物的含量对样品外观颜色存在显著的影响, 因此使用原位拉曼光谱手段对微区色脉以及不透明矿物进行测试, 结果显示光谱谱峰、 拉曼位移和拉曼散射峰均表现出典型FeS2光谱特征, 说明样品中对豆耿石颜色起重要作用的深色部分主要成分均为黄铁矿; 扫描电子显微镜下可见地开石呈显微隐晶一微晶结构, 部分样品局部可见深色浸染色脉包裹着显微粒状的黄铁矿, 自形-半自形结构分布; 结合各化学分析与光谱测试结果分析可知, 豆耿石的物理和矿物学性质与其密度、 有序度和内部显微形貌的均匀致密程度存在关联; 豆耿石的颜色成因与前人研究的寿山黑田(黑色田黄)及坑头黑不同, 主要为呈微晶分布(粒度范围3～20 μm)的杂质矿物黄铁矿致色, 基质地开石中的铁离子对呈色贡献不大。

对来自坦桑尼亚Merelani地区的坦桑石样品, 分别采用电子探针、 EMXPLUS型ESR谱仪、 同步热分析仪、 紫外可见光谱仪以及傅里叶变换红外光谱仪进行了测试与分析。 结果表明: 坦桑石样品的主要成分为SiO2, Al2O3和CaO, 微量成分中V2O5含量相对最多, 平均含量为0.36%; 坦桑石样品本身不含吸附水, 结晶水, 加热至780 ℃附近时, 脱失结构水, 样品中结构水大约占总质量的2%; ESR实验结果中显示出明显Fe3+和Mn2+的电子顺磁信号; 紫外-可见光谱显示, 样品在385 nm处出现吸收窄带, 575和750 nm处分别出现较为宽缓的吸收; 红外光谱测试表明, 样品在6 500~9 000 cm-1波段的倍频振动区, 基本没有吸收。 在4 000~6 500 cm-1波段主要为和频振动, 5 956 cm-1附近呈较宽缓的吸收峰, 5 413, 5 184, 4 336和4 046 cm-1处出现较尖锐的吸收峰, 主要可能由O—H, 矿物内的Si—O, 以及空气里面的H2O分子和CO2振动所引起。 综合EPMA以及ESR分析结果, 蓝-紫色坦桑石颜色可能主要由V3+和V5+共同引起, Fe3+晶体场的d—d电子跃迁、 Fe2+→Ti4+的电荷转移辅助致色。

寿山石是我国国石候选石之一, 也是四大图章石之首。 寿山石中黑田为黑色田黄石, 是田黄中的特殊品种, 产于寿山溪两旁的田地中。 母源区坑头占的位置产有黑色坑头石。 本文将黑田与母源区的黑色坑头石（坑头黑）进行对比研究, 采用X射线粉晶衍射（XRD）、 红外吸收光谱（IR）、 激光剥蚀等离子质谱仪（LA-ICP-MS）和扫描电镜（SEM）对它们的矿物成分、 红外吸收峰特征、 颜色成因以及矿物的微区形貌特征进行对比研究。 测试结果显示, 黑田与坑头黑的矿物成分不同, 红外光谱和X射线粉晶衍射分析表明坑头黑以地开石为主; 另外, X射线粉晶衍射分析表明坑头黑中可含有杂质矿物如叶蜡石、 伊利石、 黄铁矿和石英。 而红外光谱和X射线粉晶衍射分析表明黑田的主要成分为地开石或者珍珠陶石; 另外, X射线粉晶衍射分析表明黑田中含有少量的硫磷铝锶矿和镁硫铁矿。 黑田与坑头黑的矿物微形貌也存在差异, 黑田矿物晶粒大小不一致、 片状晶体颗粒边缘圆化, 说明黑田中矿物晶体曾遭受过水岩反应的溶蚀改造作用。 而坑头黑中地开石结晶程度良好, 晶粒呈片状, 边棱尖锐, 晶体颗粒大小较为一致, 说明坑头黑为原生矿。 根据LA-ICP-MS微量化学成分分析测试, 初步认为黑田与坑头黑的黑色皆与Fe元素致色有关, 该结论有待进一步测试研究。

对黑龙江穆棱新生代玄武岩产出的宝石级石榴石进行了宝石学常规测试、 电子探针测试、 拉曼光谱、 红外光谱和紫外-可见光谱测试, 以获得该区石榴石的宝石学特征和谱学特征。 化学成分分析表明, 该区石榴石为镁铝榴石, 含有Fe, Ca, Mn, Cr, Ti等杂质元素。 其平均晶体结构化学式为 (Mn0.022Ca0.455, Fe2+0.720, Mg1.793)∑=2.990(Ti0.003Cr0.009Fe3+0.062Al1.951)∑=2.025(SiO4)3。 拉曼光谱分析表明该区石榴石存在混合相, 由石榴石桥氧振动引起的拉曼位移峰反映出该特征。 镁铝榴石桥氧弯曲振动拉曼位移峰位于560 cm-1（A1g模）和641 cm-1（Eg+F2g模）, 钙铝榴石和铁铝榴石桥氧弯曲振动Eg+F2g模形成的拉曼位移峰分别位于507和486 cm-1。 官能团区红外光谱显示该区镁铝榴石中不存在分子水, 但少数镁铝榴石中存在少量的结构水, 它们在3 585, 3 566和3 544 cm-1处形成阶梯状的弱小吸收峰。 该区镁铝榴石多为褐红色, 其颜色由杂质离子Cr3+, Fe3+, Mn2+产生。 紫外-可见吸收光谱显示, Fe3+的电子跃迁致570, 521和502 nm吸收峰, Mn2+的电子跃迁致460和430 nm吸收峰, Cr3+电子跃迁致690和367 nm吸收峰。