不同产地常见琥珀品种的三维荧光光谱特征 被引量：8

1

作者 张志清 蒋欣然 +2 位作者 王雅玫 沈锡田 孔繁利 《宝石和宝石学杂志》 CAS 2020年第3期1-11,共11页

为全面地探究波罗的海、多米尼加共和国、墨西哥、缅甸和中国辽宁抚顺琥珀的荧光特征,本文采集了来自5个产地的常见的黄色调琥珀品种的三维荧光光谱,并对比分析荧光特征。结果发现:(1)波罗的海琥珀在350 nm光源激发时,发射出最强的435 n... 为全面地探究波罗的海、多米尼加共和国、墨西哥、缅甸和中国辽宁抚顺琥珀的荧光特征,本文采集了来自5个产地的常见的黄色调琥珀品种的三维荧光光谱,并对比分析荧光特征。结果发现:(1)波罗的海琥珀在350 nm光源激发时,发射出最强的435 nm附近的荧光峰;(2)多米尼加琥珀发射出一组以445,474 nm和508 nm为中心的特征荧光峰,在440 nm光源激发时最强,415 nm光源激发次之;(3)墨西哥琥珀荧光特征规律性较弱,通常最强荧光峰在420~465 nm的蓝紫区内变化;(4)缅甸琥珀的最强荧光峰位于426 nm附近,其对应的最佳激发波长为375 nm。同时,缅甸琥珀在紫外光区出现了一组以334,347 nm为中心的弱发射峰,其最佳激发波长均为295 nm;(5)抚顺琥珀与缅甸琥珀发光行为相似,不同的是其最强发射峰以414 nm为中心,被365 nm光源最佳激发。在紫外光区的两弱荧光峰分别以360,399 nm为中心,最佳激发波长均为290 nm;(6)同在375 nm激发光源下,各产地琥珀的最强发光峰波长呈波罗的海>多米尼加共和国>墨西哥>抚顺≈缅甸的大小关系。 展开更多

关键词 琥珀 荧光光谱 发光中心

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俄罗斯富钒型水热法合成祖母绿的紫外-可见-近红外光谱表征 被引量：6

2

作者 杨燕菱 沈锡田 +2 位作者 范玉蓉 黄伟志 裴景成 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1199-1203,共5页

祖母绿为绿柱石族中铬(Cr)、钒(V)共同致色的宝石种,合成历史悠久,技术不断改进,新配方产品不时出现。近期市场上出现一种新型水热法合成祖母绿,颜色亮丽,外观可与哥伦比亚天然祖母绿媲美,经初步分析发现其为V致色合成祖母绿。为了探究... 祖母绿为绿柱石族中铬(Cr)、钒(V)共同致色的宝石种,合成历史悠久,技术不断改进,新配方产品不时出现。近期市场上出现一种新型水热法合成祖母绿,颜色亮丽,外观可与哥伦比亚天然祖母绿媲美,经初步分析发现其为V致色合成祖母绿。为了探究其特征,运用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计进行详细研究,旨在获得其化学成分中致色元素含量及UV-Vis-NIR吸收光谱特征,分析致色原因,并寻求与天然祖母绿的相区别的方法,为检测机构提供重要数据信息。化学成分研究表明,该合成祖母绿为纯V致色,具有富V贫铁(Fe)的特征,铜(Cu)在不同批次样品中,含量差别较大,而Cr及其他致色元素含量大多低于检测限。作为对比的传统富Fe型水热法合成祖母绿样品,则具有高Cr高Fe的特征。此外,含有较高的镍(Ni)及微量钛(Ti),锰(Mn),Cu,而V含量则低于检测限。新型合成祖母绿的紫外-可见吸收光谱呈现典型的钒元素的吸收光谱特征,在紫区430 nm、橙红区617 nm处显示两个宽大的吸收带。此外在约390和680 nm附近分别有一肩峰,多数样品在756 nm处有一弱吸收峰。430 nm吸收带归属于V^(3+)的d电子[^(3)T_(1g)(^(3)F)→^(3)T_(1g)(^(3)P)]自旋允许跃迁,617 nm吸收带归属于V^(3+)的d电子的^(3)T_(1g)(^(3)F)→^(3)T_(2g)(^(3)F)自旋允许跃迁,756 nm吸收峰为Cu^(2+)所致,该吸收光谱特征与传统富Fe型合成祖母绿明显不同。天然祖母绿大多具Fe^(3+),Fe^(2+)及Cr^(3+)的吸收光谱组合特征,较容易与该合成祖母绿区分;少数纯V致色天然祖母绿,虽然同样具有V元素特征的吸收峰,但由于同时具有在810~830 nm附近Fe^(2+)的特征吸收带,也能与富V型合成祖母绿区别。近红外区,主要在1 402,1 467和1 895 nm处显示I型水相关吸收峰,也可与天然祖母绿区别。紫外-可见-近红外光谱是鉴定天然祖母绿与合成祖� 展开更多

关键词 富钒型合成祖母绿 LA-ICP-MS UV-Vis-NIR光谱

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常见翡翠的三维荧光光谱特征研究 被引量：6

3

作者 马平 沈锡田 +2 位作者 邵天 张志清 罗恒 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期961-966,共6页

翡翠为一种珍贵的玉石。不同品级的翡翠价值差异巨大,翡翠经充填、染色等处理以提高外观质量,并冒充天然翡翠。鉴别翡翠就显得非常必要。全面收集了市场上常见的A,B,C,不同颜色B+C货翡翠样品,在常规宝石学特征描述的基础上,进行了三维... 翡翠为一种珍贵的玉石。不同品级的翡翠价值差异巨大,翡翠经充填、染色等处理以提高外观质量,并冒充天然翡翠。鉴别翡翠就显得非常必要。全面收集了市场上常见的A,B,C,不同颜色B+C货翡翠样品,在常规宝石学特征描述的基础上,进行了三维荧光光谱测试。三维荧光光谱技术是近年发展起来的一门新的荧光分析技术,该技术在宝石学方面还未得到广泛应用。目前主要依赖红外光谱对经充胶处理的宝石进行无损检测,其测试结果会受到样品表面抛光程度及样品透明度的影响,三维荧光光谱技术对样品抛光程度及透明度要求不高,在一定程度上能避免红外光谱由于抛光程度、透明度对测试结果的影响,采用三维荧光光谱技术对市场上不同处理类型翡翠样品的三维荧光光谱特征进行分析,结果显示:除A货翡翠没有荧光反应外,B货翡翠荧光中心多集中在380 nm(λ_(ex))/440 nm(λ_(em)),在长波紫外灯下具有中强蓝白色荧光。C货翡翠荧光中心集中在365 nm(λ_(ex))/443 nm(λ_(em)),在长波紫外光下呈弱紫色荧光,B+C紫色翡翠荧光中心集中在365(λ_(ex))/443 nm(λ_(em)),长波紫外光下具有蓝紫色荧光。B+C绿色翡翠荧光峰值主要集中在290(λ_(ex))/308 nm(λ_(em)),短波紫外光下具有弱蓝白色荧光。B+C黄色翡翠荧光峰值集中在335(λ_(ex))/377 nm(λem),长波紫外光下具有弱绿色荧光。B+C红色翡翠荧光峰值为290(λ_(ex))/308 nm(λ_(em)),长波紫外光下具有弱绿色荧光。在255 nm激发光源下时,不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-蓝区域,发光中心波长呈B+C绿色翡翠>B货翡翠>C货翡翠,在365 nm的激发光源下,翡翠样品的荧光明显强于短波,不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-绿区域,发光中心波长呈B+C黄色翡翠>B+C绿色翡翠>B+C紫色翡翠>C货翡翠>B货翡翠的大小关系。三维荧光光谱有助于表征树脂,有机染料及金属染剂,它� 展开更多

关键词 三维荧光光谱 翡翠 荧光特征

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马达加斯加含定向包裹体磷灰石的宝石矿物学特征

4

作者 李星彤 徐畅 +3 位作者 郑金宇 沈洪涛 沈锡田 张倩 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2024年第S01期104-107,共4页

含定向包裹体的晶体经定向切磨后,可呈现包括星光效应与猫眼效应在内的特殊光学效应。因其美丽的外观,这种宝石在市场上受到消费者的喜爱。磷灰石内部常见丰富的定向包裹体,切磨后可以呈现猫眼效应。猫眼磷灰石很常见,在一些非洲与亚洲... 含定向包裹体的晶体经定向切磨后,可呈现包括星光效应与猫眼效应在内的特殊光学效应。因其美丽的外观,这种宝石在市场上受到消费者的喜爱。磷灰石内部常见丰富的定向包裹体,切磨后可以呈现猫眼效应。猫眼磷灰石很常见,在一些非洲与亚洲国家均有产出。但与刚玉、石榴石与金绿宝石等常见宝石相比,关于磷灰石内部定向包裹体的组分、成因的系统性研究较少。因此,本文通过显微镜、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、磁性测试对一种产自马达加斯加的含定向排列包裹体的磷灰石样品进行了较为系统的测试分析。显微观察表明,磷灰石样品内部含有大量具金属光泽的针状包裹体,平行主晶c轴生长,切磨成弧面型宝石后可产生猫眼效应。EDS结果表明,包裹体出露区域富含Fe与O元素,指示包裹体为一种铁氧化物。拉曼光谱显示包裹体具有位于662 cm^(-1)处的弱拉曼峰,可归属为磁铁矿的A_(1g)振动峰。磁滞回线测试进一步表明包裹体为亚铁磁性物质,表明针状包裹体的成分为磁铁矿。磷灰石内部的定向磁铁矿包裹体并不常见,该研究结果对磷灰石内含物研究领域提供了新的见解。 展开更多

关键词 磷灰石 猫眼效应 定向包裹体 磁滞回线 磁铁矿

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拉曼光谱对含Cr镁铝尖晶石热处理及其有序-无序相变研究 被引量：4

5

作者 王成思 沈锡田 +1 位作者 刘云贵 张倩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期109-113,共5页

尖晶石的有序-无序相变作为尖晶石的一种重要性质,在国内缺少相关研究成果。运用拉曼光谱仪通过785nm激光在液氮环境下激发含Cr的宝石级天然粉红色尖晶石,避免了532nm激光激发下产生的469nm的荧光峰和在常温测试下由于热振动对光谱的影... 尖晶石的有序-无序相变作为尖晶石的一种重要性质,在国内缺少相关研究成果。运用拉曼光谱仪通过785nm激光在液氮环境下激发含Cr的宝石级天然粉红色尖晶石,避免了532nm激光激发下产生的469nm的荧光峰和在常温测试下由于热振动对光谱的影响,得到清晰尖锐的拉曼光谱,为拉曼光谱参数的分析奠定基础。同时通过对一颗Cr元素致色的天然粉色镁铝尖晶石进行热处理使尖晶石逐步发生有序-无序相变,并反映在拉曼光谱的谱峰参数之中。各项参数分析结果显示,尖晶石的拉曼光谱主要由Eg,T2g(1),T2g(2),N3和Ag,五种振动模式产生,其谱峰位置分别为407.8,312.4,667.5,720.0和769.0cm^(-1);尖晶石拉曼光谱谱峰参数在800℃时发生突变:各谱峰半高宽和各峰相对主峰Eg峰的相对强度明显增大,常温下几乎不可见的N3峰在高温处理后出现,并且T2g(1)峰向低波数偏移,T2g(2)向高波数偏移,同时峰的对称性逐渐消失。研究结果表明尖晶石的有序-无序相变可以通过拉曼光谱检测并且可以通过谱峰参数:半高宽、谱峰相对高度等进行半定量表征。由于拉曼光谱具有的无损检测特点,使其成为宝石级热处理尖晶石鉴定应用的重要参考依据之一。 展开更多

关键词 尖晶石 有序-无序相变 拉曼光谱 热处理鉴别

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吉林意气松橄榄石的形成机制及机器学习对其产地判别的应用

6

作者 罗恒 沈锡田 +3 位作者 潘少逵 仲源 李峰 Pia Tonna 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2024年第S01期91-93,共3页

为进一步探明我国吉林敦化意气松南山橄榄石矿的形成环境和成因机制,区分该地区橄榄石与其他产地的橄榄石,本研究使用激光拉曼光谱、扫描电子显微镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪等测试方法对该矿床的橄榄石及其玄武岩围岩展开了一... 为进一步探明我国吉林敦化意气松南山橄榄石矿的形成环境和成因机制,区分该地区橄榄石与其他产地的橄榄石,本研究使用激光拉曼光谱、扫描电子显微镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪等测试方法对该矿床的橄榄石及其玄武岩围岩展开了一系列岩相学和地球化学分析,同时对比了不同机器学习模型对橄榄石产地判别的准确率。结果表明,该地区的玄武岩主要为尖晶石相二辉橄榄岩。通过Ca、Al、Cr-橄榄石温度计估算橄榄石的形成温度约为903~1055℃。化学成分分析表明该地区橄榄石主要有地幔橄榄石(高Ni组)和斑晶橄榄石(低Ni组)两种。其中,地幔橄榄石被玄武岩浆捕获并携带上升的过程中,大颗粒的地幔橄榄石发生破碎,玄武岩浆发生分离结晶作用,晶出斑晶橄榄石和辉石,只有在岩浆搬运过程中保留下来的大颗粒的地幔橄榄石才具有成为宝石的潜力。基于橄榄石的化学成分,使用线性判别和机器学习的方法可有效的区分不同产地的宝石级橄榄石,但当样本中存在非宝石级橄榄石时,品质较低(主要影响因素是颜色)的橄榄石可能会干扰模型的准确性,应当全面地采集同一产地的各种不同样品以提高模型的准确性。 展开更多

关键词 二辉橄榄玄武岩 地球化学 机器学习 产地溯源 吉林意气松

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颜色不稳定黄色蓝宝石的谱学特征与颜色成因 被引量：3

7

作者 王雨嫣 杨凌岳 +3 位作者 李明 杨鹏涛 沈锡田 王朝文 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2611-2617,共7页

颜色不稳定黄色蓝宝石广泛存在市场中,如何有效鉴别颜色不稳定黄色蓝宝石的特征是当前宝石学研究的热点。利用改色实验、紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱对颜色不稳定黄色蓝宝石进行深入的谱学特征研究。改色实验表明斯里兰卡黄色... 颜色不稳定黄色蓝宝石广泛存在市场中,如何有效鉴别颜色不稳定黄色蓝宝石的特征是当前宝石学研究的热点。利用改色实验、紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱对颜色不稳定黄色蓝宝石进行深入的谱学特征研究。改色实验表明斯里兰卡黄色蓝宝石中部分存在光致变色的现象,短波紫外光会导致样品着色,而太阳光会导致样品褪色。紫外光照后黄色蓝宝石的颜色由稳定部分和不稳定部分共同组成。颜色不稳定蓝宝石的“着色态”和“褪色态”紫外-可见光谱可见明显的蓝紫区吸收,这可能与蓝宝石中O^(2)-—Fe^(3+)的电荷转移有关,导致了蓝宝石稳定的黄色调。蓝宝石的紫外-可见光谱在“着色态”相比“褪色态”可见明显的蓝紫区吸收增强,可能由于紫外光照射增强了O^(2)-—Fe^(3+)之间的电荷转移。紫外-可见光谱测试表明样品中具有弱的与Fe有关的吸收峰,这与样品含有较低的Fe含量一致,不足以产生稳定黄色调。三维荧光光谱分析结果表明颜色不稳定黄色蓝宝石的“着色态”和“褪色态”具有一致的激发光波长Ex=325~335 nm、发射光波长Em=560~570 nm的特征荧光中心,在“着色态”时的荧光强度明显高于“褪色态”。含铁黄色蓝宝石具有荧光效应且特征的荧光中心可作为识别这种颜色不稳定黄色蓝宝石的潜在鉴定手段。综合报道了颜色不稳定黄色蓝宝石的谱学特征与可能的颜色成因,为识别颜色不稳定的蓝宝石提供了鉴定依据,同时为后续改色处理的工艺提供了理论基础。 展开更多

关键词 颜色不稳定 黄色蓝宝石 荧光光谱 紫外可见光谱

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机器学习在橄榄石产地溯源中的应用 被引量：1

8

作者 仲源 沈锡田 +2 位作者 张志清 叶敏 韩禹 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2023年第6期65-75,共11页

宝玉石产地溯源中常采用的元素投图法存在一定局限性,如元素选择的主观性、对原始样品的依赖以及二维投图中多产地的分布重叠。机器学习算法在医疗诊断、农作物溯源等分类场景已有广泛应用,其中线性判别分析算法在宝玉石产地判别中已有... 宝玉石产地溯源中常采用的元素投图法存在一定局限性,如元素选择的主观性、对原始样品的依赖以及二维投图中多产地的分布重叠。机器学习算法在医疗诊断、农作物溯源等分类场景已有广泛应用,其中线性判别分析算法在宝玉石产地判别中已有不少研究,但其他算法提及得相对较少。本研究以三个产地(河北大麻坪、吉林意气松、朝鲜长渊郡)的橄榄石样品为例,基于激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)检测数据,使用Python语言进行数据处理和建模,分析了元素的选择对于线性判别效果的影响。结果表明选择相关性小且产地分布差异大的元素可以提高模型准确率,选择10种元素(Mn、Zn、Na、Al、Sc、V、Cr、P、Ti、REE)建立的线性判别模型的交叉检验准确率为0.889,优于采用检出限以上的所有元素建模。在10种成分基础上,对比了不同机器学习算法(线性判别分析、支持向量机、决策树、随机森林和反向传播神经网络)的判别效果,发现非线性算法的准确率普遍较高,其中支持向量机综合效果较好。 展开更多

关键词 橄榄石 地球化学 产地溯源 机器学习 支持向量机

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国内宝石学科研究热点及趋势探讨——基于《宝石和宝石学杂志(中英文)》的知识图谱分析 被引量：1

9

作者 范陆薇 沈锡田 黄艺兰 《宝石和宝石学杂志》 CAS 2020年第6期67-74,共8页

文章采用文献计量法,以1999年至2019年期间中国学术期刊网络出版总库(CNKI)收录的1362篇刊发在《宝石和宝石学杂志(中英文)》上的期刊论文为研究对象,运用知识网络分析工具从时空分布、关键词聚类、热点词突显方面,绘制国内宝石学研究... 文章采用文献计量法,以1999年至2019年期间中国学术期刊网络出版总库(CNKI)收录的1362篇刊发在《宝石和宝石学杂志(中英文)》上的期刊论文为研究对象,运用知识网络分析工具从时空分布、关键词聚类、热点词突显方面,绘制国内宝石学研究知识图谱,得到国内宝石学科研究热点及趋势为:(1)宝石学科属于易于与其他学科发生交叉融合的“弹性学科”,但目前国内的宝石学研究方向纷杂,聚焦性不足;(2)国内宝石领域的研究机构之间的合作不紧密;(3)研究者对同一课题的深入研究的持续动力不足;(4)国内宝石学领域研究论文的热点仍聚焦在与地质学相关的传统研究方向,新发展的学科方向的理论支撑不足,缺乏研究的系统性和深度。文章探讨宝石学科发展演进,旨在为其在高校双一流建设和行业发展双重背景下的发展提供数据参考。 展开更多

关键词 宝石学科 知识图谱 CITESPACE 热点主题

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常见翡翠产地的激光拉曼光谱特征研究 被引量：1

10

作者 马平 沈锡田 +1 位作者 罗恒 仲源 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期3441-3447,共7页

缅甸是商业性翡翠主要产地,危地马拉、俄罗斯也有翡翠产出。不同产地的翡翠价值差异较大,其他产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取价格上涨。迫切需要一种可靠方法来确定地理起源,翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义,目前主要在翡翠生成时代... 缅甸是商业性翡翠主要产地,危地马拉、俄罗斯也有翡翠产出。不同产地的翡翠价值差异较大,其他产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取价格上涨。迫切需要一种可靠方法来确定地理起源,翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义,目前主要在翡翠生成时代、矿物组合、硬玉组分含量等方面探讨不同产地翡翠,缺乏快速有效鉴别产地的方法,以缅甸、俄罗斯、危地马拉翡翠为研究对象,对不同产地翡翠样品的激光拉曼光谱特征研究发现:缅甸翡翠矿物为硬玉、绿辉石、透闪石;危地马拉翡翠矿物相对复杂,为硬玉、绿辉石、绿泥石、榍石;俄罗斯翡翠矿物为硬玉、钠长石、绿辉石。对比不同产地硬玉矿物拉曼特征发现,缅甸翡翠硬玉矿物分别在1037,988,697,372和201 cm^(-1)等处显示硬玉的典型光谱特征。在1020,679,369和216 cm^(-1)处附近显示为绿辉石特征拉曼峰,在215,332,394,680和1073 cm^(-1)处有明显透闪石吸收峰,为翡翠中的次生矿物。危地马拉翡翠硬玉矿物多叠加680和218 cm^(-1)拉曼峰值,为绿辉石特征的峰值,还含有603,537和306 cm^(-1)附近绿泥石特征拉曼光谱峰值,表明危地马拉翡翠硬玉矿物多被Fe,Mg和Ca元素的类质同像替换,形成硬玉-绿辉石固溶体矿物,硬玉矿物表面检测出603,537和306 cm^(-1)绿泥石特征拉曼光谱峰值,硬玉矿物表面发生绿泥石蚀变。俄罗斯翡翠硬玉拉曼峰值,多叠加1100,507,473和164 cm^(-1)附近钠长石特征拉曼峰值,俄罗斯翡翠硬玉颗粒普遍被钠长石交代,表面多分布灰绿色网脉,显示1025,669,366和219 cm^(-1)绿辉石矿物拉曼峰值。 展开更多

关键词 激光拉曼光谱 翡翠 产地

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淬火天然与合成紫黄晶显微中红外光谱研究

11

作者 邵天 罗泽敏 +1 位作者 陈涛 沈锡田 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2749-2756,共8页

紫黄晶是珍贵的水晶变种,其紫-黄色区域分别具有特征的中红外吸收光谱,在不同温度具有不同变化规律,这些规律无法在单次、单点实验中加以总结。实验通过热处理和显微红外光谱技术,对不同温度淬火紫黄晶的紫-黄色区进行线扫描,分析一系... 紫黄晶是珍贵的水晶变种,其紫-黄色区域分别具有特征的中红外吸收光谱,在不同温度具有不同变化规律,这些规律无法在单次、单点实验中加以总结。实验通过热处理和显微红外光谱技术,对不同温度淬火紫黄晶的紫-黄色区进行线扫描,分析一系列温度、空间变化下的中红外光谱,实验表明水对于紫黄晶的颜色影响不大,在加热过程中谱线会发生规律性变化。紫色区3 585和3 614cm^(-1)尖锐峰、3 400cm^(-1)附近宽泛峰同时变化表明宝石在受热过程以结构水变化为主,而受热后紫色区的特征峰减弱及黄区特征峰增强的现象可能与结构水中H+或其他阳离子的移动有关。同时发现对于热处理产生的黄晶,中红外光谱仍保持紫晶特征吸收光谱。 展开更多

关键词 紫黄晶 显微红外光谱 热处理 结构水

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以学生为中心,提升课程质量的教学改革探究——以《钻石分级》课程为例

12

作者 张倩 沈锡田 +2 位作者 尹作为 赖潇静 陈巧 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2022年第4期83-87,共5页

为提高课程教学质量和培养新时期高质量的珠宝人才,本文以《钻石分级》课程为例,开展以学生为中心的实践教学改革探索。通过实行多元化的教学方式,如线上和线下混合式教学、利用“雨课堂”等智慧教学工具,有效提高学生的学习效率,促进... 为提高课程教学质量和培养新时期高质量的珠宝人才,本文以《钻石分级》课程为例,开展以学生为中心的实践教学改革探索。通过实行多元化的教学方式,如线上和线下混合式教学、利用“雨课堂”等智慧教学工具,有效提高学生的学习效率,促进师生间及学生间的互动;为满足目前教学需要,重新编写教材,加入彩色钻石分级等内容,建设融合纸质教材、数字化教材和课堂教学的一体化教材;将学生的学习体验和学习收获作为教育目标,改革课程评价模式由单一的考试升级到融于教学全过程进行过程性评价,从课堂表现、实践分级、调研报告、结课论文几个方面来进行综合考核。最终实现从“以教师为中心”向“以学生为中心”的教学方式的转变,促进学生自主学习和综合能力的培养。 展开更多

关键词 钻石分级 教学改革 课程质量

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不同产地翡翠的紫外-可见吸收光谱特征研究

13

作者 马平 沈锡田 +1 位作者 仲源 罗恒 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1827-1831,共5页

翡翠为一种珍贵的玉石。不同产地的翡翠价值差异较大,有些不法商人以某些产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取高价。迫切需要一种可靠方法来确定宝石地理起源,翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义,目前主要在翡翠生成时代、矿物组合、硬玉组... 翡翠为一种珍贵的玉石。不同产地的翡翠价值差异较大,有些不法商人以某些产地的翡翠冒充缅甸翡翠以获取高价。迫切需要一种可靠方法来确定宝石地理起源,翡翠的产地研究具有重要的宝石学意义,目前主要在翡翠生成时代、矿物组合、硬玉组分含量等方面探讨不同产地翡翠,缺乏快速有效鉴别产地的方法,以缅甸、俄罗斯、危地马拉翡翠为研究对象,对不同产地相同厚度翡翠样品的谱学研究发现:不同产地翡翠紫外-可见吸收光谱中都存在两个明显的吸收峰,紫区437 nm的吸收峰为Fe^(3+)的吸收,430 nm处的吸收峰为Mn^(2+)的自旋禁阻跃迁所致,但是三个产地翡翠紫外-可见吸收光谱的吸收系数范围不同,430 nm处吸收系数峰值范围小于0.62,437 nm处吸收系数峰值小于0.66时,为缅甸翡翠,430 nm处吸收系数峰值范围大于1.1,437 nm处吸收系数峰值大于1.1,为危地马拉翡翠,430 nm处吸收系数峰值范围0.62~1.14,437 nm处吸收系数峰值范围0.66~1.1时,俄罗斯、危地马拉及缅甸翡翠紫外吸收波段重合,为三个产地翡翠共同区域。采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)确定MnO和FeO元素含量,发现不同翡翠产地紫外-可见430和437 nm吸收峰值与MnO和FeO元素含量呈正相关关系,该研究为紫外-可见吸收光谱技术应用于翡翠产地快速鉴别,有一定的实用性和可行性。 展开更多

关键词 紫外-可见吸收光谱 翡翠 产地

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特殊变色蓝宝石的紫外-可见光光谱研究 被引量：12

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作者 陈超洋 黄伟志 +3 位作者 邵天 沈澈 李志彬 沈锡田 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2470-2473,共4页

坦桑尼亚Umba出产颜色丰富的刚玉,该研究对象是一颗来自Umba的具有特殊变色效应的蓝宝石,D65光源(色温6500K)下呈现淡黄色,A光源(色温2856K)下呈现淡紫红色。为了研究这颗变色蓝宝石紫外-可见光光谱中的谱峰归属与变色成因,该研究使用... 坦桑尼亚Umba出产颜色丰富的刚玉,该研究对象是一颗来自Umba的具有特殊变色效应的蓝宝石,D65光源(色温6500K)下呈现淡黄色,A光源(色温2856K)下呈现淡紫红色。为了研究这颗变色蓝宝石紫外-可见光光谱中的谱峰归属与变色成因,该研究使用电荷补偿理论来分析此样品紫外-可见光光谱中的谱峰归属。采用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)对这颗变色蓝宝石进行了测试。结果发现,变色蓝宝石紫外-可见光光谱中存在位于377,388和450nm处的3个吸收峰和1个以560nm为中心的宽缓吸收带。样品的颜色主要受450nm处吸收峰和以560nm为中心的吸收带影响,其中以560nm为中心的吸收带造成了这颗蓝宝石的变色效应。根据激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪的测试结果,样品中主要杂质元素有Fe,Ti,Cr,V和Mg等。样品紫外-可见光光谱中377,388和450nm处的吸收峰是由Fe^3+导致。蓝宝石中的Cr^3+,V^3+,Fe^2+-Ti^4+对都可以在560nm附近产生吸收,结合电荷补偿理论分析,刚玉中的Mg^2+会优先和Ti^4+进行电荷补偿,样品中Mg含量要稍微高于Ti,推测样品中几乎所有Ti^4+会与Mg^2+进行电荷补偿,因此样品中几乎不会存在Fe^2+-Ti^4+对。Fe^2+-Ti^4+对电荷转移产生的吸收特征具有很强的偏振性,尤其是在580nm以后的吸收特征会随着偏振方向的改变而有很明显的变化。偏振紫外-可见光光谱测试发现以560nm为中心的吸收带没有明显的偏振性,进一步验证了样品中几乎没有Fe^2+-Ti^4+对,因此以560nm为中心的吸收带主要是由于Cr^3+和V^3+造成的。样品的颜色主要是由Fe^3+,Cr^3+和V^3+引起的,而变色效应主要是由Cr^3+和V^3+导致。结合电荷补偿机制与偏振-紫外可见光光谱来解释这颗变色蓝宝石的紫外-可见光光谱中以560nm为中心的吸收带的归属,为研究刚玉紫外-可见光光谱中较为常见的位于560nm� 展开更多

关键词 蓝宝石 变色效应 紫外-可见光光谱 谱峰归属

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变色石榴石的紫外-可见吸收光谱与3D荧光光谱研究 被引量：7

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作者 刘翠红 陈超洋 +2 位作者 邵天 李志彬 沈锡田 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2148-2152,共5页

变色石榴石是众多石榴石族矿物中的一种特殊品种,通常为含微量Cr和V的镁铝—锰铝榴石。国内少有人研究,国外主要研究变色石榴石的紫外可见吸收光谱与颜色计算,但未见具红色荧光变色石榴石的相关报道,缺乏荧光光谱研究。本次研究对象为... 变色石榴石是众多石榴石族矿物中的一种特殊品种,通常为含微量Cr和V的镁铝—锰铝榴石。国内少有人研究,国外主要研究变色石榴石的紫外可见吸收光谱与颜色计算,但未见具红色荧光变色石榴石的相关报道,缺乏荧光光谱研究。本次研究对象为一颗产自坦桑尼亚Umba地区的变色石榴石,具明显的变色效应,且在长波紫外荧光灯下发出红色荧光。通过化学成分测试与光谱测试来详细探讨其变色效应及荧光机制。采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)确定该变色石榴石为镁铝榴石与锰铝榴石的类质同象替代中间产物,含有Cr, V和Fe等微量元素,其平均端元组分为Prp46.28Sps38.40Grs13.57Alm2.33Uvt0.35。紫外-可见吸收光谱中蓝紫区409, 422, 430和486 nm处的强吸收尖峰为Mn^2+的自旋禁阻跃迁造成, 459和503 nm的弱吸收峰则与Fe^2+有关,黄区以571 nm为中心的宽缓吸收带由Cr^3+和V^3+的自旋允许跃迁共同造成。Cr和V是产生变色效应的主要原因。蓝紫区和橙黄区的强吸收,导致两个"透射窗"绿光区与红区的透过率相当,从而使石榴石产生变色效应:日光灯下为黄绿色,白炽灯下呈紫红色。3D荧光光谱中690 nm处的发射峰为Cr^3+的多重禁阻跃迁^2Eg→^4A2g所致,两侧的678和704.5 nm的荧光峰也为Cr^3+所致。可见光中用紫光(400~440 nm)和黄光(550~600 nm)最能激发出样品的红色荧光,这与Cr^3+的两个自旋允许跃迁(^4A2g→^4T1g和^4A2g→^4T2g)对应的吸收宽带有关。当光源的能量正好能允许这两个吸收跃迁发生时,电子吸收能量从基态跃迁至这两个激发态,然后再从最低激发态^2Eg回到基态发射荧光,此时的荧光产额最强。相比于前人研究中的变色石榴石,本文样品中的Fe^2+含量较低(<0.3 Wt%), Fe^2+具有荧光猝灭的作用,因而推测Cr高Fe低是本文变色石榴石能够被激发出红色荧光的主要原因。目前国内还没有关于天 展开更多

关键词 变色石榴石 镁铝—锰铝榴石 红色荧光 荧光机制

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绿色蓝晶石的宝石学特征 被引量：5

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作者 邵天 陈超洋 +2 位作者 黄伟志 李志彬 沈锡田 《宝石和宝石学杂志》 CAS 2020年第2期12-19,共8页

绿色蓝晶石具独特的绿色朦胧观感少见于国内珠宝市场,为了解其宝石学性质与致色机理,运用拉曼光谱、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)技术对不同色调绿色蓝晶石进行成分分析与... 绿色蓝晶石具独特的绿色朦胧观感少见于国内珠宝市场,为了解其宝石学性质与致色机理,运用拉曼光谱、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)技术对不同色调绿色蓝晶石进行成分分析与光谱实验。实验表明,绿色蓝晶石朦胧观感来自于宝石内部大量浑圆石英、短针状滑石包裹体,而其绿色则来自Fe、Cr元素电子跃迁产生的选择性吸收。Fe元素与Cr元素分别在蓝紫区和橙红区产生吸收,造成500 nm附近绿色透射窗,随着Fe元素浓度上升,绿色蓝晶石将呈现黄色调,当Cr元素浓度较高时,样品呈蓝绿色调。光致发光光谱显示,波长为410、580 nm光能有效激发样品红色荧光,由于吸收光谱中Fe相关蓝紫区吸收峰存在,造成紫外荧光灯下呈惰性。 展开更多

关键词 蓝晶石 吸收光谱 光致发光 颜色成因

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HPHT法合成钻石中蓝绿色与橙色磷光现象对比

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作者 邵天 吕芳琳 +2 位作者 罗恒 刘太巧 沈锡田 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2024年第S01期6-9,共4页

高温高压(HPHT)法合成钻石常具有蓝绿色磷光,在220~300 nm范围短波紫外光的激发下,能够持续数秒至数十分钟的时间。此外,部分HPHT法合成钻石在220~380 nm范围紫外光照射下还会出现橙色磷光,且具有较长的持续时间和不同的空间分布规律。... 高温高压(HPHT)法合成钻石常具有蓝绿色磷光,在220~300 nm范围短波紫外光的激发下,能够持续数秒至数十分钟的时间。此外,部分HPHT法合成钻石在220~380 nm范围紫外光照射下还会出现橙色磷光,且具有较长的持续时间和不同的空间分布规律。橙色与蓝绿色磷光的相互叠加使HPHT法合成钻石的磷光颜色呈现出随时间变化的发光特征,是鉴定HPHT法合成钻石的重要依据之一。早期理论研究[1]提出,这两种发光现象源于相似的机制模型。近年来的深入研究指出蓝绿色磷光源于孤立硼原子(B S)与氮硼施受主对复合(Donor-acceptor Pair Recombination,DAPR)的相互作用,而对橙红色磷光的空间分布、光谱特征、相关缺陷研究还有许多空白[2-4]。本研究旨在通过多种光学手段记录、表征以及对比分析蓝绿色与橙色磷光在空间分布、发光特征以及缺陷相互作用上的差异,进而为橙色磷光机制研究提供初步的实验支撑。实验表明,蓝绿色与橙色磷光在光致发光的激发条件、偏振性、动力学过程等方面存在差异,基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电子顺磁共振谱(EPR)和自制光学测试平台的缺陷分析也排除了孤氮缺陷(N S)在橙色磷光中所扮演角色的可能,预示了橙色磷光与B S和更深层能级的缺陷有关。兼具蓝绿色和橙色磷光的HPHT法合成钻石样品的发光图像及其发射光谱的衰退特征如图1所示。在低于228 nm本征激发条件的DiamondView^(TM)以及在汞灯光源的短波紫外光(SWUV@254 nm)和长波紫外光(LWUV@365 nm)条件下,在典型钻石样品中可观察到三种不同的发光特征:蓝绿色、蓝绿色与橙色叠加,以及橙色磷光。基于自搭建测试平台实验,不同光源激发下HPHT法合成钻石的发光特征得到了量化表征和色度学计算。样品在本征激发下以~2.5 eV蓝绿色发光为主,而LWUV条件下以~2.1 eV橙色发光为主。当使用能量(或波长)介 展开更多

关键词 高温高压法合成钻石 发光动力学 磷光 热释光 偏振光谱

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Fe_(2)O_(3)@SiO_(2)纳米颗粒掺杂比例对合成火欧泊颜色性质的影响

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作者 李博文 沈锡田 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2024年第S01期35-37,共3页

宝石级欧泊具有彩虹般绚丽的变彩效应,是其微观尺度上尺寸均一的二氧化硅纳米颗粒有序堆积形成的三维周期结构造成^([1])。欧泊的这一性质,使其成为天然光子晶体的经典案例。因此,合成欧泊不仅可以用作宝石材料,而且其在光子学、光电子... 宝石级欧泊具有彩虹般绚丽的变彩效应,是其微观尺度上尺寸均一的二氧化硅纳米颗粒有序堆积形成的三维周期结构造成^([1])。欧泊的这一性质,使其成为天然光子晶体的经典案例。因此,合成欧泊不仅可以用作宝石材料,而且其在光子学、光电子学和传感器等领域也具有潜在的应用,越来越多的研究者对合成欧泊产生了兴趣^([2])。在种类繁多的欧泊中,带有变彩效应的火欧泊因同时具有绚丽的结构色和黄-橙-红的体色而备受推崇。以往的一些研究认为分散于火欧泊内部的Fe_(2)O_(3)纳米颗粒是引起其体色的主要原因之一,随着Fe_(2)O_(3)纳米颗粒浓度增加,火欧泊体色逐渐加深^([3])。此外,Fe_(2)O_(3)纳米颗粒的存在相当于在蛋白石结构中引入缺陷,其浓度增加会改变火欧泊的周期性介电结构,最终导致颜色变化。想要验证并进一步研究上述现象,合成一系列不同Fe_(2)O_(3)纳米颗粒掺杂比例的火欧泊进行表征是较理想的策略。Fe_(2)O_(3)纳米颗粒是一种着色能力强、应用范围广的红色无机颜料[4]。然而,有关通过掺杂Fe_(2)O_(3)纳米颗粒合成火欧泊的研究报道较少,这可能是由于Fe_(2)O_(3)纳米颗粒的性质不稳定所致。例如,裸露的Fe_(2)O_(3)纳米颗粒在其分散体系中容易团聚、在高温下可以被还原为Fe_(3)O_(4)并使颜色变为暗红色,环境污染或光照还会导致Fe_(2)O_(3)纳米颗粒颜色褪色等[5]。以上这些问题可以通过将Fe_(2)O_(3)纳米颗粒封装在SiO_(2)外壳中来解决。这是由于SiO_(2)外壳可以调节Fe_(2)O_(3)颗粒之间的距离并防止分散颗粒团聚,SiO_(2)外壳良好的化学惰性还可以增强Fe_(2)O_(3)纳米颗粒内核的化学稳定性,进而确保合成火欧泊的颜色稳定性^([6])。综上所述,为加深对变彩火欧泊颜色成因的认识以及为火欧泊合成技术提供新思路,本研究以Fe_(2)O_(3)内核和SiO_(2)外壳构成的核壳� 展开更多

关键词 合成火欧泊 致色机制 Fe_(2)O_(3)@SiO_(2) 纳米颗粒颜料 结构色

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河北涉县石榴子石的宝石学特征

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作者 王志麟 刘光华 +2 位作者 黄怡桢 陈超洋 沈锡田 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2024年第1期1-11,共11页

石榴子石是珠宝市场上常见的珠宝品种之一,同时也是重要的地质学、矿物学研究对象。本文研究样品来自于中国河北省邯郸市涉县符山铁矿,所属邯郸-邢台地区是我国有名的硅卡岩矿床区域,符山铁矿也曾以产出铁矿石和符山石闻名。通过常规宝... 石榴子石是珠宝市场上常见的珠宝品种之一,同时也是重要的地质学、矿物学研究对象。本文研究样品来自于中国河北省邯郸市涉县符山铁矿,所属邯郸-邢台地区是我国有名的硅卡岩矿床区域,符山铁矿也曾以产出铁矿石和符山石闻名。通过常规宝石学测试、傅里叶红外光谱、激光拉曼光谱、紫外-可见光谱、电子探针、电感耦合等离子体质谱等测试方法对该地区石榴子石样品进行了测试和研究。结果表明,河北涉县石榴子石样品的矿物组分是以钙铝榴石为主的钙铝-钙铁榴石固溶体,具典型红外光谱及官能团区具有典型的结构水(OH^(-))的振动吸收;拉曼光谱显示了以钙铝榴石为主,并含有Fe元素,Fe^(3+)离子是主要的致色离子。河北涉县石榴子石样品的主量元素以Si、Ca、Al、Fe为主,钙铝榴石成分占端元组分70%以上,计算出其晶体化学式为(Ca_(2.850~2.977),Na_(0~0.002),Mn_(0.004~0.006),Fe^(2+)_(0.161~0.225),Mg_(0.029~0.047))_(3.093~3.176)(Cr_(0~0.002),Ti_(0~0.021),Al_(1.402~1.551),Fe^(3+)_(0.102~0.285))_(1.624~1.825)Si_(3.079~3.156)O_(12)。河北涉县石榴子石样品相对其他产地含有较多的Zr元素,可作为产地特征,同时可借助于丰富的Zr元素含量进行地质年代和地质成因的研究。 展开更多

关键词 石榴子石 宝石学特征 谱学特征 化学成分 河北涉县

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光致变色黄色蓝宝石的致色机理分析

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作者 杨云淇 王朝文 +1 位作者 王成思 沈锡田 《宝石和宝石学杂志（中英文）》 CAS 2024年第S01期74-76,共3页

颜色对于蓝宝石的种类划分和价值评定具有至关重要的意义。然而近年来,一些配备权威机构鉴定证书的彩色蓝宝石产品在陈列或佩戴一段时间后,均出现了不同程度的褪色或变色现象,给交易双方带来了严重困扰。这种颜色不稳定的蓝宝石暴露在... 颜色对于蓝宝石的种类划分和价值评定具有至关重要的意义。然而近年来,一些配备权威机构鉴定证书的彩色蓝宝石产品在陈列或佩戴一段时间后,均出现了不同程度的褪色或变色现象,给交易双方带来了严重困扰。这种颜色不稳定的蓝宝石暴露在日光或紫外光下时,其颜色会发生肉眼可见的变化,且在一定条件下变化的颜色又可以恢复。这种“可逆性的颜色变化现象”被称之为光致变色效应。多年来,具有光致变色效应的蓝宝石引起了宝石学家们的广泛关注。前人的研究表明,光致变色现象普遍存在于各类蓝宝石中,包括但不仅限于无色、浅蓝色、黄色、粉色、帕帕拉恰蓝宝石等。同时,无论这些宝石是天然还是合成,亦或是否经受过热处理,都有可能存在光致变色现象,其主要的变色特征表现为黄色调的增减。为能有效鉴别光致变色蓝宝石,许多知名检测机构纷纷开展了褪色测试,并对蓝宝石的褪色、变色原因进行了积极地探索和研究,但目前光致变色蓝宝石的变色机理仍然不清晰。本文对75颗分别来自斯里兰卡、马达加斯加和未知产地的天然黄色蓝宝石样品进行了光致变色实验,分别利用254 nm的紫外光源和D65光源(模拟日光)使黄色蓝宝石样品达到着色态和褪色态。通过综合分析样品的紫外-可见吸收光谱、发射光谱和激发光谱发现,黄色蓝宝石样品的颜色不稳定性与橙色荧光的不稳定性具有协同性(图1)。由此推断,释放橙色荧光的缺陷在黄色蓝宝石光致变色过程中起到十分重要的作用,指征了光致变色过程中不同缺陷间的电子转移,特别是与Mg^(2+)相关的捕获空穴和F-centers(图2)。因此,将黄色蓝宝石样品击碎至粉末,并利用EPR光谱分析其颜色不稳定性。结果显示,在颜色变化前后,其EPR光谱g≈2.0区域的信号变化,表明了样品中捕获空穴与F-centers的变化。同时 展开更多

关键词 蓝宝石 缺陷 光致变色 颜色不稳定

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