服务热线:
86-0755-23229824
您当前所在位置:首页>>光学知识
联系我们

电话:86-0755-23229824

手机:18948346937 / 13510373651

邮箱:info@lisenoptics.com

地址:深圳市宝安区沙井街道后亭茅洲山工业园工业大厦全至科技创新园科创大厦11层C

微信:

立即沟通
架状、岛状硅酸盐类宝玉石材质反射率光谱特征分析

玉石材质的传统鉴别主要有通过宝石放大镜,宝石显微镜观测的直接观察法。这种方法不仅仅专业要求高,而且凭借经验得到的鉴定结果很少能有可靠地技术支撑,缺乏说服力。另常用的分析仪器有拉曼光谱分析仪,红外光谱分析仪以及 X射线衍射分析仪,可以根据矿物的标准图谱对未知矿物的组成进行分析。但由于这三种分析仪体积大,不便携,因此只能在实验室使用样本进行分析。这不仅影响了宝玉石文物材质识别的时效性,更加影响了文物完整性。而便携式地物光谱仪由于其体积小,便于在野外工作,并且测量速度快,操作简单,因此提高了测量数据的速率,保证了测量数据的质量。

1  研究中宝玉石样本

   image.png

表1为无机盐类的宝石类别,莱森光学知识会在后续的更新中为您逐一科普。本文主要先分析硅酸盐宝石的两类成分宝石——架状硅酸盐、岛状硅酸盐。

何为硅酸盐宝石?硅酸盐宝石矿物是硅氧四面体以各种形式结合生成的,在无机盐类宝石矿物中种类和数量最多,约占其中80%。

 

1、架状硅酸盐

链状硅酸盐主要以单主。透闪石是含水的钙、铁、镁质链状硅酸盐矿物,理论化学成分为SiO2 59.169%,MgO 24.808%,CaO 13.805%。

透闪石分析光谱如图2所示,能看到948nm处有一小而尖锐吸收应为的吸收峰。1274 nm有两个连续吸收峰,为Mg的吸收峰。1400nm处有显著的-OH吸收峰,1909 nm处有吸附水特征峰。2105 nm处极小吸收峰为Si-O一级倍频。2294 nm附近有小吸收带,为Fe-OH的吸收带。由此,透闪石有独特的吸附水特征峰,且有-OH基团的吸收峰,含金属离子的吸收峰,分辨容易。

image.png

image.png

2、岛状硅酸盐

岛状硅酸盐的硅氧骨干主要是孤立的硅氧四面体或者每两个四面体以一个公共角相连组成双四面体在结构中独立存在,其骨架上的硅很少被Al3+替代。而其中所含金属阳离子也远比其余类复杂,主要含有Ca,Mg,Fe,Mn,Al,Zn,Cu和一些稀土元素。但很少出现K与Na。其结构较紧密,化学键主要以共价键与离子键为主。

石榴石的化学通式为A3B2(SiO4)3,其中A代表二价阳离子,如Mg2+,Fe2+,Mn2+,Ca2+等离子,B代表三价阳离子,如Al3+,Cr3+,Fe3+,Ti3+,V3+等离子。

我们观测了两个石榴石样本(图8)发现在500 nm处有吸收峰,可能是Fe3+的吸收峰,无吸附水特征峰。1700nm处有吸收带。第一组石榴石在2242 nm处有Al-OH吸收峰,2357 nm处有Mg-OH吸收峰。在1230 nm处有O-H健的吸收峰,相对前移。石榴石以及岛状硅酸盐宝石都出现了这种特征峰前移的现象。

image.png

总结

硅酸盐类宝石主要光谱特征总结如下表2,可以看出硅酸盐类宝石很适合用可见光-近红外-短波红外光谱分析,因为其辨识区间在该波段区域很广,体现出3个明显特征:

1、阳离子氧化物区间,即400~1100nm 间,主要能判别是否有金属离子。

2、除架状硅酸盐外,一般都含有吸附水、结合水和羟基,这3个特征在该波段区间上十分明显。

3、在2000~2400nm 处会出现多个阳离子与-OH合频的吸收峰。

 

2 硅酸盐类宝石主要光谱特征波段

种类

吸收波段 / nm

透闪石

948,1274,1400,1909,2105,2294

堇青石

1898,2012,2089

碧玺

730,2212,2242,2298,2361

首饰碧玺

2049,2175,2198,2249,2305

金发晶

400~1100,2250

黄晶

410,2250

石榴石

500,1230,1700,2242,2357

 



推荐:

手持式地物光谱仪iSpecField-HH

用于野外遥感环境监测的最新产品,采用独有光学设计内置摄像头(相机)、GPS、激光指示器、内置光学快门控制、操作软件可设置自动采集模式(指定扫描次数和自动保存数据)使野外操作更加便捷方便,非常适合复杂的野外环境监测测量。

image.png







详情可见:http://www.lisenoptics.cn/shouchishidiwuguangpuyi/770.html

 

便携式地物光谱仪iSpecField-NIR

专门用于野外遥感测量、土壤环境、矿物地质勘探等领域的最新明星产品,由于其操作灵活、便携方便、光谱测试速度快、光谱数据准确是一款真正意义上便携式地物光谱仪。

image.png






详情可见:http://www.lisenoptics.cn/bianxieshidiwuguangpuyi/918.html

 

便携式地物光谱仪iSpecField-WNIR

采用了工业级触控显示屏手柄探头,手柄探头同时采用了独有光学设计内置摄像头(相机)、GPS、激光指示器、内置光学快门控制,同时地物光谱仪主机与工业级触控显示屏手柄探头一体化设计,可野外现场直接进行地物光谱操作测量,使野外操作更加便捷方便,非常适合复杂的野外地物光谱测量。

image.png






详情可见:http://www.lisenoptics.cn/bianxieshidiwuguangpuyi/771.html

Copyright © 2020 All Rights Reserved 莱森光学(深圳) 有限公司·版权所有 备案号:粤ICP备18141551号-1