山西大同玉的宝石学特征及分级标准研制_张睿.pdf
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1、大同地处山西北部,是我国重要的能源产地之一,珠宝玉石文化氛围浓厚。大同市天镇县、阳高县等地相继发现大同玉石矿,但是目前开采和利用水平低,无专门从事宝玉石研究的机构和人才,也无相关标准,这些都制约了当地宝玉石行业的发展。为加强大同宝玉石资源的开发力度,推动大同当地宝玉石产业发展,使大同当地的玉石品种更好地在全国推广,需要对大同玉进行系统研究,制定大同玉分级地方标准来指导并规范当地一些企业和机构从事大同玉石资源的开发利用和推广工作。大同玉中的紫色品种尤其具有较高的经济价值,大同玉分级标准的研制既弥补了国内紫色系玉石评价的空白,又通过新的技术手段使各品种大同玉的品质评价成为可能。分级标准的制定还有利
2、于大同玉矿产的有序合理开采和高效利用,提升该玉种的知名度和竞争力,提升大同玉文化属性,增加经济附加值。本文详细介绍大同玉的宝石学特征及大同玉分级标准的研制过程。1 样品及测试条件1.1 样品本次实验采用山西大同玉样品共45颗,均产自于大同矿区,采购于珠宝市场,见图1。编号分别为1-11-10、2-12-10、3-13-4、4-14-21。037036摘要:近年来,大同市天镇县、阳高县等地相继发现大同玉石矿,但是开采和利用水平低。目前,我国无相关分级标准对其进行品质评价与分级,不利于市场的发展与规范。文章利用放大观察、红外光谱、紫外可见吸收光谱对大同玉样品进行了宝石学特征研究,得出3+大同玉主要
3、矿物成分为石英,并分析出大同玉(紫色)的致色元素主要来自于Mn。利用紫外可见吸收光谱仪对大同玉(紫色)进行了颜色测试,在此基础上对大同玉(紫色)进行了颜色分级,最终从色调、彩度、明度三方面对大同玉的颜色进行了评价,并将大同玉(紫色)颜色综合级别划分为艳紫、浓紫、深紫、紫、浅紫。关键词:紫外可见吸收光谱;红外光谱;大同玉 中图分类号:P575 文 献标识码:A文章编号:2096-7519(2023)02-36-5山西大同玉的宝石学特征及分级标准研制张 睿(山西省地质调查院有限公司,山西 太原 030001)作者简介:张睿(1989),女,工程师,硕士,毕业于中国地质大学(北京),主要从事珠宝鉴定
4、工作。样品整体为紫色调,颜色浓度由浅至深不等,放大观察样品呈现点状物、石花、条带、不均匀色块、裂等内外部特征,部分样品呈现较大面积的不均匀性。样品的折射率为1.541.55(点测),相对密度为2.65,隐晶质结构,可见贝壳状断口,玻璃光泽,紫外荧光灯下表现为惰性。1.2 测试条件大同玉的宝石学特征测试在山西省地质调查院有限公司实验测试研究院完成。红外光谱测试:利用TENSOR型傅里叶变换红-1外光谱仪测试,反射法,分辨率4 cm,样品扫描次数32次,背景扫描次数32次,数据范围4000400-1cm。紫外可见吸收光谱测试:利用Gem-3000紫外可见吸收光谱仪测试,测试范围为2201000 n
5、m,积分时间106 ms,平均次数20次,平滑宽度2 nm。颜色测试:利用Gem-3000紫外可见吸收光谱仪测试样品的颜色,CIE Observer设置为2-degree,采用积分球反射测试方式。2 测试结果与分析2.1 红外光谱分析 采用反射法对各样品进行红外光谱测试,包括不均匀部分,测试结果见图2。经对比发现,反射法测得红外谱线基本相同,红外峰的高频区吸收主-1要表现在1158 cm 附近,其归属于Si-O的反对称伸-1缩振动所致,并且谱峰带很明显。788,814 cm 为-1Si-O对称伸缩振动,并且788 cm 振动峰有分裂,归因于玉石内部晶体间的无序性排列。低频区468,-1518
6、cm 谱带归属于Si-O弯曲振动,与标准的石英吸收谱峰(1170、1080、800、782、698、513和-1462 cm)对比发现,位置、峰形非常一致,并无Si-O以外的峰出现,未发现有除石英外的其他矿物。2.2 紫外可见吸收光谱分析根据大同玉色调的差异,将其划分为紫色和其他颜色。紫色为大同玉品种中最贵重的一类,对其进行紫外可见吸收光谱测试有助于了解紫色大同玉的致色机理,为进一步颜色分级做准备。以1-5与2-7号样品为例进行测试,结果见图3a。从图3a中可见,在560 nm处有吸收带,在360 nm处有较窄的吸收带。1-5号样品为红紫色调,560 nm处的吸收带向左(紫区)略有偏移;2-7
7、号样品为蓝紫色调,560 nm处的吸收带向右(红区)略有偏移。目前针对紫色玉石致色机理的讨论较多,主要有Mn致色、Fe致色、Cr致色、Ti致色以及Fe、Ti等离子共同致色等。据袁心强对紫色翡翠紫外可见吸收光谱的研究,紫色翡翠在580 nm处有舒缓的吸图2 大同玉样品的红外吸收光谱图图1 大同玉成品与原石样品华北自然资源地质勘探2023.2张 睿:山西大同玉的宝石学特征及分级标准研制总第113期022023年大同地处山西北部,是我国重要的能源产地之一,珠宝玉石文化氛围浓厚。大同市天镇县、阳高县等地相继发现大同玉石矿,但是目前开采和利用水平低,无专门从事宝玉石研究的机构和人才,也无相关标准,这些都
8、制约了当地宝玉石行业的发展。为加强大同宝玉石资源的开发力度,推动大同当地宝玉石产业发展,使大同当地的玉石品种更好地在全国推广,需要对大同玉进行系统研究,制定大同玉分级地方标准来指导并规范当地一些企业和机构从事大同玉石资源的开发利用和推广工作。大同玉中的紫色品种尤其具有较高的经济价值,大同玉分级标准的研制既弥补了国内紫色系玉石评价的空白,又通过新的技术手段使各品种大同玉的品质评价成为可能。分级标准的制定还有利于大同玉矿产的有序合理开采和高效利用,提升该玉种的知名度和竞争力,提升大同玉文化属性,增加经济附加值。本文详细介绍大同玉的宝石学特征及大同玉分级标准的研制过程。1 样品及测试条件1.1 样品
9、本次实验采用山西大同玉样品共45颗,均产自于大同矿区,采购于珠宝市场,见图1。编号分别为1-11-10、2-12-10、3-13-4、4-14-21。037036摘要:近年来,大同市天镇县、阳高县等地相继发现大同玉石矿,但是开采和利用水平低。目前,我国无相关分级标准对其进行品质评价与分级,不利于市场的发展与规范。文章利用放大观察、红外光谱、紫外可见吸收光谱对大同玉样品进行了宝石学特征研究,得出3+大同玉主要矿物成分为石英,并分析出大同玉(紫色)的致色元素主要来自于Mn。利用紫外可见吸收光谱仪对大同玉(紫色)进行了颜色测试,在此基础上对大同玉(紫色)进行了颜色分级,最终从色调、彩度、明度三方面对
10、大同玉的颜色进行了评价,并将大同玉(紫色)颜色综合级别划分为艳紫、浓紫、深紫、紫、浅紫。关键词:紫外可见吸收光谱;红外光谱;大同玉 中图分类号:P575 文 献标识码:A文章编号:2096-7519(2023)02-36-5山西大同玉的宝石学特征及分级标准研制张 睿(山西省地质调查院有限公司,山西 太原 030001)作者简介:张睿(1989),女,工程师,硕士,毕业于中国地质大学(北京),主要从事珠宝鉴定工作。样品整体为紫色调,颜色浓度由浅至深不等,放大观察样品呈现点状物、石花、条带、不均匀色块、裂等内外部特征,部分样品呈现较大面积的不均匀性。样品的折射率为1.541.55(点测),相对密度
11、为2.65,隐晶质结构,可见贝壳状断口,玻璃光泽,紫外荧光灯下表现为惰性。1.2 测试条件大同玉的宝石学特征测试在山西省地质调查院有限公司实验测试研究院完成。红外光谱测试:利用TENSOR型傅里叶变换红-1外光谱仪测试,反射法,分辨率4 cm,样品扫描次数32次,背景扫描次数32次,数据范围4000400-1cm。紫外可见吸收光谱测试:利用Gem-3000紫外可见吸收光谱仪测试,测试范围为2201000 nm,积分时间106 ms,平均次数20次,平滑宽度2 nm。颜色测试:利用Gem-3000紫外可见吸收光谱仪测试样品的颜色,CIE Observer设置为2-degree,采用积分球反射测试
12、方式。2 测试结果与分析2.1 红外光谱分析 采用反射法对各样品进行红外光谱测试,包括不均匀部分,测试结果见图2。经对比发现,反射法测得红外谱线基本相同,红外峰的高频区吸收主-1要表现在1158 cm 附近,其归属于Si-O的反对称伸-1缩振动所致,并且谱峰带很明显。788,814 cm 为-1Si-O对称伸缩振动,并且788 cm 振动峰有分裂,归因于玉石内部晶体间的无序性排列。低频区468,-1518 cm 谱带归属于Si-O弯曲振动,与标准的石英吸收谱峰(1170、1080、800、782、698、513和-1462 cm)对比发现,位置、峰形非常一致,并无Si-O以外的峰出现,未发现有
13、除石英外的其他矿物。2.2 紫外可见吸收光谱分析根据大同玉色调的差异,将其划分为紫色和其他颜色。紫色为大同玉品种中最贵重的一类,对其进行紫外可见吸收光谱测试有助于了解紫色大同玉的致色机理,为进一步颜色分级做准备。以1-5与2-7号样品为例进行测试,结果见图3a。从图3a中可见,在560 nm处有吸收带,在360 nm处有较窄的吸收带。1-5号样品为红紫色调,560 nm处的吸收带向左(紫区)略有偏移;2-7号样品为蓝紫色调,560 nm处的吸收带向右(红区)略有偏移。目前针对紫色玉石致色机理的讨论较多,主要有Mn致色、Fe致色、Cr致色、Ti致色以及Fe、Ti等离子共同致色等。据袁心强对紫色翡
14、翠紫外可见吸收光谱的研究,紫色翡翠在580 nm处有舒缓的吸图2 大同玉样品的红外吸收光谱图图1 大同玉成品与原石样品华北自然资源地质勘探2023.2张 睿:山西大同玉的宝石学特征及分级标准研制总第113期022023年件系统来源于中国颜色体系标准样册,该样册是中国颜色领域最权威的标准,红、蓝宝石国家标准研制中也参考了该标准,且该样册易获得,有利于大同玉分级地方标准的推广与应用。颜色级别按色调、彩度、明度的差异进行划分。根据2.3颜色测试得到的Hue值定位色卡的具体色调页,再将样品与不同色调页内的色块比对,进行饱和度和明度的分级,见图5。紫色外其他色调大同玉的颜色分级参照紫色。3.1 色调通过
15、对我国现有的分级标准如翡翠分级红宝石分级蓝宝石分级等的研读,根据大同玉(紫色)色调的差异,将其划分为紫(P)、红紫(rP)、蓝紫(bP)3个类别。待分级大同玉(紫色)的色调偏红或偏蓝程度低于对应色卡页时,用“紫”表示其色调类别。待分级大同玉(紫色)的色调偏红或偏蓝程度等于或高于对应色卡页时,用“红紫”或“蓝紫”表示其色调类别。据市场调查,红紫色大同玉更受欢迎,价值更高。3.2 彩度级别大同玉(紫色)的彩度变化范围较大,有近无色的品种,也有彩度过高整体视觉效果发黑的品种。根据大同玉(紫色)彩度的差异,将其划分为4个级别,由高到低依次表示为艳(Ch1)、浓(Ch2)、中(Ch3)、浅(Ch4)。彩
16、度级别受样品厚度影响,分级时需注意排除该因素。多数样品集中在中(Ch3)和浅(Ch4)的级别,只有极少数可达到艳(Ch1),彩度达到浓(Ch2)的大同玉(紫色)价值同样较高。3.3 明度级别根据大同玉(紫色)明度的差异,将其划分为4个级别。明度级别由高到低依次表示为明亮(V 1)、较 明 亮(V 2)、较 暗(V 3)、暗(V 4)。绝 大 多 数 样 品 的 明 度 级 别 为 明 亮(V1)、和较明亮(V2),价值较高,只有极少数为较暗(V3),价值相应降低。3.4 颜色级别综合分级我国现有的一些分级标准给出的颜色分级结论为对色调、彩度等的分别表述,消费者对宝石整体的颜色品质没有直观感受,
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