近期市场出现一种形似铁线绿松石的玉石品种, 商家称之为“中东绿松石”, 困扰了珠宝市场的正常秩序。 对“中东绿松石”进行显微岩相学、 X射线粉晶衍射、 红外光谱、 拉曼光谱、 显微紫外可见光谱和微量元素分析, 确定其矿物学特征和谱学特征并命名。 结果表明: “中东绿松石”是一种多晶质集合体, 以透明-微透明蓝色和白色球状矿物组成的条带为主, 外部具有不透明褐红色矿物, 玻璃光泽, 折射率为1.53~1.54, 相对密度约为2.48~2.60, 紫外荧光灯短波和长波下, 蓝色部分均呈蓝白色荧光。 显微岩相学分析表明, 蓝色和白色的环带区域多为隐晶质放射状玉髓, 部分玉髓表面分布有少量铁氧化物而呈褐红色; 环带的中心区域为0.05~0.3 mm它形粒状的单晶石英。 X射线粉晶衍射分析发现“中东绿松石”中还含有结晶程度不高的针铁矿。 红外光谱显示, “中东绿松石”的红外光谱特征吸收峰与石英质玉石和玉髓一致, 为1 179、 1 104、 798、 781、 690、 540和488 cm-1, 由Si-O非对称伸缩振动、 Si-O-Si对称伸缩振动和Si-O弯曲振动导致。 拉曼光谱分析表明, 样品蓝色环带部分和中心部分具有石英的拉曼位移466和210 cm-1, 样品褐红色部分不仅具有石英的拉曼位移, 还具有针铁矿的拉曼位移302和551 cm-1。 显微紫外可见光谱和微量元素分析表明, “中东绿松石”的蓝色与Cu元素含量呈正相关关系, 表现为600~700 nm吸收带。 尽管“中东绿松石”的外形特点和某些铁线绿松石相似, 但其矿物成分是显晶质石英和玉髓的集合体, 含少量针铁矿, 根据GB/T 16552-2017, 其正确的珠宝玉石名称应为“石英质玉”。

鄂豫陕地区是我国重要的绿松石产区, 其中陕西白河位于秦岭东部, 是绿松石的重要矿点之一。 选取陕西白河县小东沟绿松石矿床的黄白色和绿色伴生矿样品, 对其进行薄片观察、 X射线粉晶衍射测试、 红外光谱仪和拉曼光谱仪分析的矿物学和谱学研究。 测试结果表明样品为明矾石, 还含有少量磷铝矾和高岭石。 可观察到其呈脉状结构产出, 表明具有多期次形成阶段, 后期结晶颗粒较好, 具有典型假立方体状的菱面体的结晶特点； 该矿物红外光谱谱带主要分布在3 697~3 488 cm-1以及1 638~433 cm-1范围内, 在3 697和3 620 cm-1处具有高岭石中OH导致的弱红外吸收谱峰； 明矾石的拉曼光谱谱峰由SO2-4振动导致, 此外在3 700和3 626 cm-1处出现高岭石中OH的伸缩振动导致的峰位。 结合该地区绿松石矿床风化淋滤特点, 判断该区明矾石矿脉形成于低温富碱性环境下, 当含矿溶液或围岩中形成绿松石所需成分不足时, 趋向于形成明矾石, 以脉状、 块状形式产出, 并共生有磷铝矾和高岭石矿物, 为研究本区绿松石矿床特点提供依据。

近年来绿松石市场上出现了俗称“绿松石伴生矿”的天然矿物, 颜色丰富, 有紫色、 白色、 褐黄色、 黄绿色、 绿色等, 其中黄绿色-绿色系绿松石伴生矿相对其他颜色绿松石伴生矿与绿松石外观较为相似, 鉴别难度较大。 为探究其鉴别特征, 选取两块来自湖北省竹山县市场的黄绿色-绿色系伴生矿原石(样品E和F), 对其进行基础宝石学、 电子探针、 X射线粉晶衍射、 显微激光拉曼光谱及紫外-可见分光光谱测试。 测试结果显示该色系绿松石伴生矿的主要矿物成分为氟磷灰石(Ca5(PO4)3F)、 白云母(KAl2(AlSi3O10)(OH)2)等。 电子探针背散射照片显示样品为结晶颗粒细小的多物相混杂的混合物, 化学成分定量测试结果表明深色物相为含铝的硅酸盐, 而浅色物相为含钙的磷酸盐, 此外两样品含有2.27～6.22 Wt%的CuO和2.43～4.99 Wt%的FeO; 有损测试X射线粉晶衍射可准确测试样品主要矿物为氟磷灰石和白云母及少量绿松石; 样品的氟磷灰石和白云母典型拉曼谱峰可作为有效鉴别依据, 其中964 cm-1附近氟磷灰石的典型拉曼谱峰以及203, 432, 709和3 626 cm-1附近白云母的典型拉曼谱峰可将其与绿松石有效鉴别。 紫外-可见吸收光谱测试结果表明样品的颜色成因与绿松石相似, 主要是由Cu2+和Fe3+的电子跃迁所致。 通过对该色系样品相对较系统的谱学测试, 笔者认为拉曼光谱是鉴别绿松石伴生矿中不同矿物相的无损、 快速、 有效的方法, 氟磷灰石和白云母典型拉曼谱峰可将其与绿松石有效区分。

随着近几年文玩市场的兴起, “绿龙晶”成为人们喜爱的一类新兴的宝玉石品种。 目前对于“绿龙晶”的主要矿物组成的认识仍存分歧。 采用常规宝石学仪器测试、 电子探针、 红外吸收光谱和X射线粉晶衍射测试方法对产自俄罗斯的“绿龙晶”玉的基本性质、 化学成分、 红外吸收光谱及矿物组成特征等进行了较为详细的研究分析。 结果显示: 俄罗斯“绿龙晶”玉主要为深绿至灰绿色, 表面具有特殊的放射状花纹及典型的丝绢光泽, 折射率约为157, 密度为261 g·cm-3。 “绿龙晶”中SiO2的含量为36177%~36651%, MgO含量为36439%~36730%, Al2O3含量为11961%~12318%, FeO含量为2304%~2853%, 具富镁贫铁特点。 样品中Al/(Al+Mg+Fe)为0185 3~0215 9, 推测其为镁铁质岩蚀变成因。 样品中的Si=310~340, Fe2+/R2+=0~0024 8, 属叶绿泥石类型。 “绿龙晶”的红外吸收光谱为特征的绿泥石振动谱峰, 高频区3 673 cm-1附近的吸收峰为OH伸缩振动所致, 1 400 cm-1附近吸收峰属OH弯曲频率, 1 000 cm-1附近的三个吸收峰由Si—O伸缩振动致, 400～600 cm-1之间的吸收谱带属于Si—O弯曲振动。 其中中频区1 000 cm-1附近分裂的三个吸收峰1 051, 1 006和968 cm-1可作为鉴定其为叶绿泥石的关键证据。 X射线粉晶衍射分析结果与化学成分及红外吸收光谱分析结果一致, 显示“绿龙晶”中的主要组成矿物为叶绿泥石, 非斜绿泥石。

青藏高原具有独特的地质地理区位优势, 并且是我国最大的盐湖分布区, 在其晚第四纪湖相沉积中保存着丰富多彩的古环境信息, 可为研究青藏高原对全球变化的响应提供崭新而翔实的科学依据。 扎布耶盐湖位于青藏高原腹地北部, 对于高精度研究青藏高原更新世晚期以来古气候、 古环境变化具有重要意义。 选择扎布耶盐湖SZK01孔岩芯粘土矿物为主要研究对象, 通过X射线粉晶衍射对其进行定性、 定量分析。 结果显示粘土矿物种类主要是伊利石(I)、 伊利石/蒙皂石混层矿物(I/S)以及少量高岭石(K)和绿泥石(C)。 按照粘土矿物种类和含量变化, 并综合沉积物矿物组合特征以及δ18O同位素结果, 重建扎布耶盐湖115 ka(千年)以来的古气候演化。 将结果与扎布耶SZK02孔、 格陵兰冰芯、 古里雅冰芯δ18O同位素结果对比, 将扎布耶盐湖115 ka以来划分为5个阶段: 末次间冰期(115～75.5 ka)、 末次冰期早阶(75.5～60 ka)、 末次冰期间冰阶(60～30.1 ka)、 末次盛冰期(30.1～16.7 ka)、 冰消期和全新世(16.7 ka以来), 识别出H6-H16个Heinrich事件和71 ka左右的暖事件, 说明青藏高原在该时期气候变化具有全球性。 特别的是在52～53 ka左右, 高岭石含量较低, δ18O值急剧偏负, SZK02孔δ18O也相应偏负, 古里雅冰芯δ18O也偏负, 说明青藏高原该时段存在冷事件, 命名为H5-1。 通过该研究综合说明青藏高原在末次冰期早冰阶以来气候变化具有全球性, 但也有一定的地域性。

选取新疆和辽宁岫岩两地不同颜色的软玉, 青玉、 黄玉、 白玉、 碧玉及岫岩的特殊品种——河磨玉作为研究对象, 通过宝石学测试、 红外吸收光谱和X粉晶衍射分析对两个产地不同种类及颜色软玉的宝石矿物学特征进行了系统研究和对比, 以探索两产地相近颜色软玉的异同, 为软玉的产地鉴别提供理论依据。 研究结果表明, 辽宁岫岩与新疆软玉的宝石学性质相似, 折射率为1.60～1.62, 密度为2.660~3.020 g·cm-3, 密度随颜色的不同有一定差异, 荧光特征均不明显, 两产地软玉的主要组成矿物均为透闪石, 其中新疆碧玉中含有少量绿泥石、 伊利石等粘土矿物。 两产地不同种类软玉的X粉晶衍射分析显示, 不同种类软玉的衍射峰峰形特征及衍射强度在一定程度上可以反映软玉的质地及结晶颗粒大小。 红外吸收光谱显示两产地软玉的红外吸收光谱特征类似, 对鉴别软玉产地及种属意义不大。

通过红外光谱（IR）和X射线粉晶衍射（XRD）对紫金山金铜矿中火山机构的不同部位、 不同形态明矾石的组成物相、 结构特征进行了研究。 实验结果表明, 该矿中明矾石的红外光谱吸收峰沿北西向成矿带从火山口向外有逐渐减弱的趋势; 明矾石的（006）和（004）晶面发育程度及晶胞参数大小显示从火山口沿北西向成矿带均有逐渐增加的趋势。 结合电子探针分析结果, 进一步得出该矿中明矾石的红外光谱及XRD特征主要与火山机构中不同部位明矾石中钾的含量有关, 火山口附近温度较高, 有利于钠对钾的类质同象替换, 具有较高含量的钠, 钾含量相对较低, 而远离火山口温度较低, 不利于钠对钾的类质同象替换, 钠含量较低, 钾含量相对较高。

采用X射线粉晶衍射(XRD)、 X射线荧光光谱(XRF)、 激光拉曼光谱和紫外可见吸收光谱等方法, 对产自缅甸翡翠矿区的一种类似于绿辉石质翡翠的墨绿色玉石品种进行了化学成分、 矿物成分及谱学特征研究。 XRD表明该玉石主要成分为钠长石与钙长石, XRF测试表明该玉石属于富铁的斜长石亚族, 端元组分在Ab0.731An0.264Or0.004～Ab0.693An0.303Or0.004之间。 利用拉曼光谱对比分析了该玉石与钠长石、 钙长石的谱学特征, 并对各特征谱峰作出指认。 紫外-可见吸收光谱测试表明其墨绿色与所含较高的Fe3+以及Cr3+的d—d电子跃迁有关。

通过红外吸收光谱和X射线粉晶衍射分析对不同颜色及质地且表面具放射状纹理的珊瑚化石的结构特征及组成物相进行了研究。 结果表明, 此类珊瑚化石主要由SiO2组成, 内部仍保留了钙质型珊瑚横断面所特有的放射状显微结构, 成因属SiO2交代作用。 不同颜色和质地的珊瑚化石红外吸收光谱基本一致, 均显示典型的石英质玉的红外吸收光谱特征。 XRD分析表明不同颜色和质地的珊瑚化石主要组成物相一致, 为SiO2, 其他矿物极微量, 且不含CaCO3。

采用X射线荧光光谱仪、 X射线粉晶衍射仪、 红外光谱仪、 拉曼光谱仪等对黑色透闪石质软玉样品进行化学成分和谱学特征研究。 通过X射线粉晶衍射判定所采样品全部属于透闪石质软玉， 采用红外光谱仪和拉曼光谱仪对样品进行振动光谱测试， 并结合化学成分测试结果分析墨玉的组成和颜色成因。 结果显示， 黑色透闪石质软玉可分为两种： 由含铁量较高的阳起石组成的（TFe2O3： 7.47Wt%～11.97 Wt%）， 另外一种是由透闪石和石墨组成， 并且含铁量比较低（TFe2O3： 0.56 Wt%～4.74 Wt%）。 两者的振动光谱特征与透闪类矿物基本一致， 在含石墨透闪石的拉曼光谱中出现了石墨特征峰1 581 cm-1。 因此， 拉曼光谱在区分阳起石致色和石墨致色的黑色透闪石质软玉比红外光谱更加敏锐， 该方法可以成为无损鉴定黑色透闪石质软玉颜色成因和产地来源的重要辅助手段。