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”。

湖北省十堰市竹山县秦古镇小林扒矿区产出了一类较为特殊的绿松石。 这类绿松石颜色多为浅绿色、 浅黄绿色或浅苹果绿色, 产出原石具滑感, 性脆, 亦称之为“油松”。 与其结构细腻度相当的绿松石原料相比, 此类绿松石密度普遍明显偏低, 硬度偏小; 经传统有机结合剂充填处理后, 致密度及硬度均未见明显改善, 无法作为首饰级材料使用, 造成绿松石这类不可再生的宝贵资源严重浪费。 以“油松”为研究对象, 采用常规宝石学测试仪器、 红外吸收光谱仪、 X射线粉晶衍射仪、 电子探针仪以及环境扫描电子显微镜等对其化学组分及显微结构特征等进行测试, 为有效利用这类绿松石资源提供科学依据。 测试结果表明, “油松”的相对密度为2.04～2.22; 在长波和短波紫外光下荧光反应均显示为惰性。 “油松”的红外吸收光谱谱带主要分布在3 700~3 090 cm-1以及1 638~466 cm-1范围内, 其中3 509和3 462 cm-1处峰形尖锐的OH致吸收光谱、 3 277和3 090 cm-1 附近较宽缓的结晶水致吸收光谱特征与绿松石的官能团区吸收特征一致。 “油松”在高频区3 700和3 622 cm-1处具有高岭石或蒙脱石中OH 致弱红外吸收谱峰。 在1 638 cm-1附近均出现有强度中等的较为宽缓的吸收峰, 该吸收峰与绿松石中H2O的弯曲振动致吸收谱峰一致。 指纹区的吸收峰峰形及峰位均与一般绿松石有较大差异, 为Si—O及P—O的混合吸收谱峰。 “油松”的主要化学组成元素为Si, Al和P, 含有少量的Fe和Cu, 并含有微量的Mg, Ca及Cr。 组成元素的氧化物含量分别为: w(SiO2): 25.60%～30.90%, w(Al2O3): 26.55%～28.29%, w(FeOT): 5.35%～5.90%, w(P2O5): 22.00%～23.52%, w(CuO): 5.10%～5.87%。 “油松”中的Al2O3和P2O5的含量均低于绿松石成分理论值及其他各产地的天然绿松石。 相对于天然绿松石中较低的SiO2含量（0.02%～0.12%）, “油松”中SiO2的含量明显偏高, 均高于25%。 “油松”的主要组成矿物为绿松石, 并含有一定量的粘土矿物蒙脱石及蒙脱石-高岭石, 其硬度低, 具有滑感, 是“油松”硬度低, 具有滑感且优化处理效果不显著的主要原因。

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。

近期在市场上出现了许多与绿松石相似的天然矿物, 市场上俗称绿松石“伴生矿”, 被商家作为天然绿松石的特殊品种售卖。 这些与绿松石外观极为相似的天然矿物, 给鉴定工作带来了一定的困难。 为了探索识别的方法, 选取市场上常见的白色和黄色品种的天然绿松石伴生矿, 通过常规宝石学测试, 红外吸收光谱及X射线粉晶衍射对其宝石学特征及矿物组成进行了分析和研究。 结果表明: 白色系和黄色系天然似绿松石矿物样品均显示不同程度的土状光泽-弱玻璃光泽, 均不透明, 结构比较疏松。 白色系样品折射率约为1.51, 相对密度为1.86～2.28; 黄色系样品折射率约为1.57～1.60, 相对密度为2.32～2.72。 白色和黄色天然绿松石伴生矿的组成类型复杂, 同色系样品的矿物组成也不尽相同。 X射线粉晶衍射测试结果显示: 白色系样品的主要矿物为磷铝矾和磷钙铝矾; 黄色系样品的主要矿物为钠明矾石。 白色和黄色系样品的红外吸收光谱均显示有SO4/PO4的基团振动, 峰形、 峰位区别较大。 根据不同样品的主要矿物组成特征, 将其红外吸收光谱进行分类, 可对其进行快速有效的无损鉴定。

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。

绿松石的仿制品由来已久, 早期主要以染色压制碳酸盐为主, 后期陆续出现天然矿物的绿松石仿制品, 如染色磷铝石、 染色玉髓以及染色菱镁矿等, 这些仿制品普遍不具有天然绿松石的颜色和结构特征, 物理和光学性质与天然绿松石也有较大差异。 选取市场上新出现的一类绿松石仿制品为研究对象, 采用常规宝石学测试方法、 红外吸收光谱及X射线粉晶衍射重点对其矿物组成、 宝石学性质以及结构特征进行了研究。 研究结果表明: 该类绿松石仿制品表面可见角砾状构造, 铁线浮于表面, 分布形态单一, 蓝色样品上可见明显的深蓝色颗粒, 白色样品上见少量黑色点状物质, 为典型的压制处理特征, 蓝色绿松石仿制品则经染色压制处理。 此类绿松石仿制品折射率在1.54～1.58, 较天然绿松石低并具明显的蓝白色紫外荧光, 可作为鉴别其与天然绿松石差异的重要证据。 X射线粉晶衍射说明该类绿松石仿制品主要由顽火辉石与石英组成。 红外吸收光谱显示该类绿松石仿制品的吸收谱峰主要表现为顽火辉石的典型吸收光谱, 在1 088和799 cm-1附近的吸收峰则与石英中的Si—O和Si—O—Si伸缩振动有关; 2 947和2 882 cm-1附近的吸收峰与外来的有机树脂中CH2的伸缩振动有关, 1 736和1 510 cm-1附近的吸收峰, 则由CO伸缩振动和CH2的弯曲振动所致。

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。

由于市场上出现猛犸牙饰品并且与现代大象象牙饰品极为相似, 本文通过宝石常规测试、 红外光谱、 X粉晶衍射等研究手段, 分析了猛犸牙的谱学特征并与象牙进行了比较。 主要研究成果和创新点包括: 两种牙在折射率和比重方面非常接近, 猛犸牙折射率在1.52～1.53, 大象象牙折射率在1.54～1.55, 猛犸牙比重平均值为1.77, 大象象牙比重平均值为1.72; 采用Schreger 纹夹角来区分猛犸牙和大象象牙时要注意: 因为二者除了在各自牙体外层夹角不同外(本次猛犸牙样品“Schreger”纹理的夹角100°, 而大象象牙夹角115°), 在牙体中层和内层的夹角它们二者大小是相似的以至于无法区分, 另外通常亚洲象牙外层“Schreger”纹理的夹角小于120°, 而非洲象牙则大于120°(这个区别可以用来鉴定亚洲和非洲象牙); 通过红外光谱显示: 与水分子有关的3 319, 1 642, 1 557 cm-1吸收峰在象牙中较明显, 而猛犸牙中则较微弱; 与胶原蛋白有关的吸收峰2 927和2 855 cm-1在象牙中表现得较为明显, 而在猛犸牙中极其微弱, 结果表明, 经过长时间的埋藏, 猛犸牙牙质中的胶原蛋白、 结晶水已严重损失; X射线粉晶衍射结果表明猛犸牙的衍射峰比象牙的分裂更为明显、 峰变尖锐, 说明虽经几千年地下埋藏, 猛犸牙中羟基磷灰石晶体结晶度有所提高。 由此表明, 猛犸牙经过埋藏后其有机物流失的同时无机物结晶程度提高, 是鉴别两种牙类的重要参考。