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”。

长白玉是产自吉林省长白县的一种优质印章石, 储量丰富, 经济价值高。 运用X射线衍射仪（XRD）、 红外光谱仪、 拉曼光谱仪、 扫描电镜、 能谱仪（EDS）对长白玉中的彩石品种进行谱学及矿物学研究。 XRD测试结果表明: 长白玉彩石除地开石类型外, 还有高岭石、 珍珠陶石-地开石、 镁橄榄石-利蛇纹石、 水镁石、 滑石类型, 杂质成分有黄铁矿、 赤铁矿、 水镁石、 利蛇纹石、 方解石、 白云石; 通过全峰图拟合(WPF)与 Rietveld 精细化拟合计算求得样品CB9中镁橄榄石占比49%, 利蛇纹石占比23%, 白云石占比15%, 水镁石占比13%, 其他样品中主矿物成分占90%以上。 结合宝石学特征分析: 高岭石族类彩石的颜色以灰白、 灰、 黑、 红、 浅黄、 褐为主, 硬度为2～3, 质地细腻, 刀感好; 镁橄榄石-利蛇纹石类呈绿色, 水镁石类呈黄绿色, 浅灰色; 除高岭石族类型的长白玉彩石外, 其他类型硬度偏低, 为1～2, 韧性差, 雕刻刀感差。 红外光谱分析验证了XRD测试结果, 并区分了长白玉彩石中的高岭石族多型, 认为CB1为无序高岭石, CB15为珍珠陶石-地开石, CB6、 CB11、 CB14为地开石, 且有序度为CB14＞CB6＞CB11。 结合拉曼光谱谱学特征、 EDS元素分析: 推断长白玉彩石的红色成因与隐晶质赤铁矿有关, 黑色与大颗粒显晶质赤铁矿有关, 灰色、 灰黑色、 黑色与无定形碳的存在有关, 利蛇纹石导致长白玉彩石呈绿色、 黄绿色; 水镁石的存在增加了长白玉的透明度, 细小密集的黄铁矿降低了长白玉透明度。 从微观形貌分析: 长白玉地开石型彩石呈片状, 他形、 半自型、 局部可见片层紧密堆积, 结晶颗粒大, 为几微米到十几微米; 高岭石型呈片状, 大小不均, 三维空间杂乱分布; 水镁石型呈大鳞片层叠状, 边棱尖锐, 片状晶体可达几十微米, 片层极薄; 利蛇纹石呈纤维状与片状水镁石堆积在一起; 镁橄榄石类呈致密块状构造。

近期在广州荔湾珠宝市场出现一种具黄、 黑条带的玉石品种, 因其花纹形如黄蜂, 商家称之为“黄蜂石”。 “黄蜂石”的条纹状结构与缟玛瑙的条带状纹理非常相似, 容易混淆。 对“黄蜂石”进行显微岩相学、 X射线粉晶衍射、 电子探针、 红外吸收光谱及拉曼光谱等分析, 旨在探求其基本物理性质、 矿物组成, 以及谱学特征。 结果显示: “黄蜂石”以灰白、 黄橙、 黑色为主, 莫氏硬度3~5, 相对密度2.58~2.73, 长波紫外光下具弱黄色荧光, 与稀盐酸反应起泡。 显微岩相学分析显示, “黄蜂石”基质为方解石, 呈不规则粒状, 粒径0.02~0.3 mm, 粒状、 纤维状结构。 “黄蜂石”中CaO的含量约为53.64%～56.66%, FeO的含量约为2.23%~3.62%, MgO的含量约为1.05%~1.79%, 部分测试点中出现As和S元素。 样品中Mg/Ca摩尔百分比为2.59%~4.68%, 为低镁方解石。 红外吸收光谱分析显示, “黄蜂石”的红外光谱特征吸收峰与碳酸盐类矿物理论值一致, 为1 514, 1 427, 881和710 cm-1, 由［CO3］2-不对称伸缩振动、 面内弯曲振动以及面外弯曲振动导致; 黑色矿物中存在黄铁矿的特征峰1 123, 1 050, 423, 1 123和1 050 cm-1为S-S伸缩振动, 423 cm-1为Fe2+-［S2］2-伸缩振动。 拉曼光谱分析显示, 样品的黄色部分中除具方解石的拉曼位移1 083, 713, 282和157 cm-1外, 还有副雄黄的拉曼峰346, 233和184 cm-1; 橙红色部分显示雄黄的拉曼特征峰338, 221及184 cm-1, 338 cm-1由S-As-S伸缩振动所致, 221 cm-1属于S-As-S弯曲振动结合As-S伸缩振动产生, 184 cm-1与As-As伸缩振动相匹配。 X射线粉晶衍射分析结果与红外吸收光谱、 拉曼光谱等测试结果一致, 即“黄蜂石”的主要矿物是方解石, 次要矿物为黄铁矿、 雄黄及副雄黄等, 根据国家标准可定名为“碳酸盐质玉”。

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。

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。

矿物成分快速鉴定是提高遥感矿产勘探、 遥感矿物填图以及诸多地学研究等工作效率的关键。 由于技术等各方面的限制, 国内外针对矿物快速分析的模型和软件较少。 20世纪90年代以来近红外光谱仪在技术上的突破和计算机的发展使得近红外光谱技术在矿物快速识别领域的应用变得可行, 先后出现了基于吸收位置的反演模型(模型一)和基于波形匹配的反演模型(模型二)。 文章提出了特征光谱线性反演模型。 经美国地质调查局矿物光谱库(USGS)端元混合实验数据验证, 该模型精度接近100%, 远优于模型一和二。 对新疆包古图地区地表随机所采23个样本分析, 该模型平均精度为64.6%, 另外两模型分别为: 33.8%和8.1%, 优于模型一和二。 虽精度尚低于传统镜下鉴定方法, 该模型具有高效、 方便、 工作量小、 人为误差小等优点, 已初步应用于新疆包古图地区遥感矿产勘探工作, 有较好的推广前景。