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摘要： 利用拉曼光谱鉴定宝石越来越受到宝石学界的关注。本文测定了许多宝石的拉曼光谱，其中包括宝石、玉石、人造宝石和一些贵重宝石的代用品。利用LRS？Ⅵ型激光拉曼/荧光光谱仪获得各类玉石的拉曼光谱图，根据各类玉石化学成分、化学结构的不同在拉曼光谱中显示不同的峰位特征，分析和测定玉石的种类和品质.这些谱图可以作为宝石鉴定的标准对照谱。文中还讨论了宝石拉曼光谱鉴定的一些特点。
关键词： 拉曼光谱；宝玉石鉴定
【中图分类号】P619.28+1
【文献标识码】B
【文章编号】2236-1879（2017）08-0194-01
引言
宝石是自然界赐予人类的一种珍宝。它不仅颜色多样，光彩择目，而且是美丽、耐用、又有很高经济价值的饰品，有些宝石更是十分贵重，甚至颗粒不大已是价值连城。广义的宝石又可细分为宝石和玉石。宝石都是单晶体，比较透明，大多磨制成有许多小平面的圆形或椭圆形等形态的刻面，少数磨成弧面形成面。玉石则是结晶细小的多晶集合体，有些是稳晶质，少数为非晶质。有的玉石只含一种矿物，有的则含有二种以上的矿物成分。常规的宝石鉴定，都采用放大镜、显微镜以及许多专用小型仪器的传统方法。鉴定工作主要是通过对试样的物理性质特征的测定来进行的，此外还要观察其结晶形态的特征和解理、透明度、以及内部有无包裹体和包裹体的物质成分和分布特点。宝石矿物的物理性质，主要是包括硬度、密度、折光率、颜色、多色性和光性特征，有的还要测定热导性。近年对一些宝石的鉴定还利用其红外光谱特征和电子探针成分分析。但是，拉曼光谱这一现代化鉴定矿物的重要手段，却还没有在宝石学界得到广泛应用。虽然已有作者在这方面做了一些工作，发表了一些利用拉曼光谱鉴定宝石的文章。然而，可能由于宝石矿物的拉曼光谱数据比较少，也比较分散，尚未见系统的宝玉石拉曼光谱的专门论著，近年出版的宝石鉴定专著中也未附上宝石的拉曼光谱数据。我国1997年5月开始实施的第一部《珠宝玉石鉴定国家标准》之中也尚缺宝玉石的拉曼光谱数据。据说当前各国的宝玉石鉴定机构，一般都尚未配备这种仪器。但是，两三年前已有宝石学家在国际宝石会上大声疾呼，强调拉曼光谱在宝石鉴定中的重要意义。近年仪器制造商已经将拉曼光谱仪做成非常精巧。拉曼光谱在宝石鉴定中的应用将越来越受到重视，不久将会得到广泛推广。
1原理与方法
由于玉石为晶质集合体，不存在入射光电矢量方向与晶轴相对取向的问题，无论激发光的电矢量如何取向和采用哪种散射配置，均可获得全部的拉曼活性振动带。本文采用45°Raman散射装置。玉石的拉曼光谱在法国产JYHRD-1型双光栅单色仪上获得。激发光源为二极管泵浦的YVO4激光器。激发波长532.0nm；功率150～250mw。测量范围100～1200cm-1；扫描步长1cm-1，积分时间0.2sec。
2各类玉石的拉曼检测结果
玉石可分为软玉和硬玉2种，硬玉又名翡翠.本文中所提到的第1类玉石即为硬玉，第2类玉石为软玉.我们给出了硬玉样品（缅甸玉石和奔马项链）、软玉样品（小鼠玉石和玉石手镯）、非典型玉石样品（白佛项链）、碳酸钙等的拉曼光谱。
2.1第1类玉石的检测与分析。
第1类玉石样品缅甸玉石和奔马项链（主要成分为NaAl（SiO3）2）分别聚焦激光束进行检测，得到这2种玉石的拉曼光谱图，在缅甸玉石和奔马项链的拉曼光谱中，虽然奔马项链的光谱谱线有轻微的锯齿波，但是2种样品都具有相同的特征峰，其分别在355cm-1、685cm-1、1030cm-1和1305cm-1附近.由于翡翠空间群C2/v在结构中[Si2O6]4-长链分子与周围阳离子相对较弱，把它作为一个孤立单位研究，其对称性为C2/v，经分析，最强的4条谱带都与共价键链性质的氧硅四面体链有关：其特征峰355cm-1、685cm-1是Si-O-Si对称弯曲振动产生的[2]及特征峰1030cm-1是Si-O伸缩振动产生；特征峰1305cm-1主要是由表面的有机物中CH3和CH2的伸缩振动产生的.
2.2第2类玉石的检测与分析。
第2类玉石样品小鼠玉石和玉石手镯（主要成分为Ca2Mg5（OH）2（Si4O11）2）.对样品进行检测，我们观察到小鼠项链）和玉石手镯的拉曼光谱，除了小鼠项链的光谱线有轻微的锯齿波外，2样品的拉曼光谱在355cm-1、650cm-1、920cm-1和1050cm-1附近出现4个明显的特征峰，形成原因分别是：355cm-1附近由硅氧四面体畸变引起的；650cm-1附近由Si-Ob-Si对称伸缩振动引起的；920cm-1附近由Si-Onb伸縮振动和反对称伸缩振动引起的；1050cm-1附近由Si-Ob-Si反对称伸缩振动引起的.对第1类玉石、第2类玉石、非典型玉石等进行检测，得到该类玉石的拉曼光谱图.以此为依据并结合拉曼技术的特性，对各类玉石的真伪进行分析，可以有效地鉴别玉石的类别和品质。
结论
综上所述，拉曼光谱技术在玉石鉴定中的应用还具有如下特点：a.激光拉曼光谱可以准确、快速、无损地鉴别第1类玉石、第2类玉石、非典型玉石等.b.利用拉曼光谱技术对同一颜色、不同成分、不同形态的合成、仿造玉石进行鉴定，可以从结构上进行区别，这将为全面评价各类玉石产品的质量提供必要的科学依据.c.激光拉曼光谱技术相对于现行的显微镜观察、X射线衍射法、吸收光谱摄谱法、查尔斯滤色镜法、傅里叶变换红外线光谱法（FTIR）等方法更精确，可为各类玉石的分类制定科学分类标准.
参考文献
[1]彭明生等.1991，石榴石族矿物的拉曼光谱，光谱学与光谱分析，第5期，第11-16页.
[2]郑楚生等.1996，含蜡翡翠A货与B货的拉曼光谱鉴别，矿床地质，15卷，增刊，第133-136页.
[3]苑执中.1998，拉曼光谱仪检测填充钻石，中国宝石，第2期，第53-54页.
[4]徐培苍等.1996年6月，地学中的拉曼光谱，陕西科技出版社.
关键词： 拉曼光谱；宝玉石鉴定
【中图分类号】P619.28+1
【文献标识码】B
【文章编号】2236-1879（2017）08-0194-01
引言
宝石是自然界赐予人类的一种珍宝。它不仅颜色多样，光彩择目，而且是美丽、耐用、又有很高经济价值的饰品，有些宝石更是十分贵重，甚至颗粒不大已是价值连城。广义的宝石又可细分为宝石和玉石。宝石都是单晶体，比较透明，大多磨制成有许多小平面的圆形或椭圆形等形态的刻面，少数磨成弧面形成面。玉石则是结晶细小的多晶集合体，有些是稳晶质，少数为非晶质。有的玉石只含一种矿物，有的则含有二种以上的矿物成分。常规的宝石鉴定，都采用放大镜、显微镜以及许多专用小型仪器的传统方法。鉴定工作主要是通过对试样的物理性质特征的测定来进行的，此外还要观察其结晶形态的特征和解理、透明度、以及内部有无包裹体和包裹体的物质成分和分布特点。宝石矿物的物理性质，主要是包括硬度、密度、折光率、颜色、多色性和光性特征，有的还要测定热导性。近年对一些宝石的鉴定还利用其红外光谱特征和电子探针成分分析。但是，拉曼光谱这一现代化鉴定矿物的重要手段，却还没有在宝石学界得到广泛应用。虽然已有作者在这方面做了一些工作，发表了一些利用拉曼光谱鉴定宝石的文章。然而，可能由于宝石矿物的拉曼光谱数据比较少，也比较分散，尚未见系统的宝玉石拉曼光谱的专门论著，近年出版的宝石鉴定专著中也未附上宝石的拉曼光谱数据。我国1997年5月开始实施的第一部《珠宝玉石鉴定国家标准》之中也尚缺宝玉石的拉曼光谱数据。据说当前各国的宝玉石鉴定机构，一般都尚未配备这种仪器。但是，两三年前已有宝石学家在国际宝石会上大声疾呼，强调拉曼光谱在宝石鉴定中的重要意义。近年仪器制造商已经将拉曼光谱仪做成非常精巧。拉曼光谱在宝石鉴定中的应用将越来越受到重视，不久将会得到广泛推广。
1原理与方法
由于玉石为晶质集合体，不存在入射光电矢量方向与晶轴相对取向的问题，无论激发光的电矢量如何取向和采用哪种散射配置，均可获得全部的拉曼活性振动带。本文采用45°Raman散射装置。玉石的拉曼光谱在法国产JYHRD-1型双光栅单色仪上获得。激发光源为二极管泵浦的YVO4激光器。激发波长532.0nm；功率150～250mw。测量范围100～1200cm-1；扫描步长1cm-1，积分时间0.2sec。
2各类玉石的拉曼检测结果
玉石可分为软玉和硬玉2种，硬玉又名翡翠.本文中所提到的第1类玉石即为硬玉，第2类玉石为软玉.我们给出了硬玉样品（缅甸玉石和奔马项链）、软玉样品（小鼠玉石和玉石手镯）、非典型玉石样品（白佛项链）、碳酸钙等的拉曼光谱。
2.1第1类玉石的检测与分析。
第1类玉石样品缅甸玉石和奔马项链（主要成分为NaAl（SiO3）2）分别聚焦激光束进行检测，得到这2种玉石的拉曼光谱图，在缅甸玉石和奔马项链的拉曼光谱中，虽然奔马项链的光谱谱线有轻微的锯齿波，但是2种样品都具有相同的特征峰，其分别在355cm-1、685cm-1、1030cm-1和1305cm-1附近.由于翡翠空间群C2/v在结构中[Si2O6]4-长链分子与周围阳离子相对较弱，把它作为一个孤立单位研究，其对称性为C2/v，经分析，最强的4条谱带都与共价键链性质的氧硅四面体链有关：其特征峰355cm-1、685cm-1是Si-O-Si对称弯曲振动产生的[2]及特征峰1030cm-1是Si-O伸缩振动产生；特征峰1305cm-1主要是由表面的有机物中CH3和CH2的伸缩振动产生的.
2.2第2类玉石的检测与分析。
第2类玉石样品小鼠玉石和玉石手镯（主要成分为Ca2Mg5（OH）2（Si4O11）2）.对样品进行检测，我们观察到小鼠项链）和玉石手镯的拉曼光谱，除了小鼠项链的光谱线有轻微的锯齿波外，2样品的拉曼光谱在355cm-1、650cm-1、920cm-1和1050cm-1附近出现4个明显的特征峰，形成原因分别是：355cm-1附近由硅氧四面体畸变引起的；650cm-1附近由Si-Ob-Si对称伸缩振动引起的；920cm-1附近由Si-Onb伸縮振动和反对称伸缩振动引起的；1050cm-1附近由Si-Ob-Si反对称伸缩振动引起的.对第1类玉石、第2类玉石、非典型玉石等进行检测，得到该类玉石的拉曼光谱图.以此为依据并结合拉曼技术的特性，对各类玉石的真伪进行分析，可以有效地鉴别玉石的类别和品质。
结论
综上所述，拉曼光谱技术在玉石鉴定中的应用还具有如下特点：a.激光拉曼光谱可以准确、快速、无损地鉴别第1类玉石、第2类玉石、非典型玉石等.b.利用拉曼光谱技术对同一颜色、不同成分、不同形态的合成、仿造玉石进行鉴定，可以从结构上进行区别，这将为全面评价各类玉石产品的质量提供必要的科学依据.c.激光拉曼光谱技术相对于现行的显微镜观察、X射线衍射法、吸收光谱摄谱法、查尔斯滤色镜法、傅里叶变换红外线光谱法（FTIR）等方法更精确，可为各类玉石的分类制定科学分类标准.
参考文献
[1]彭明生等.1991，石榴石族矿物的拉曼光谱，光谱学与光谱分析，第5期，第11-16页.
[2]郑楚生等.1996，含蜡翡翠A货与B货的拉曼光谱鉴别，矿床地质，15卷，增刊，第133-136页.
[3]苑执中.1998，拉曼光谱仪检测填充钻石，中国宝石，第2期，第53-54页.
[4]徐培苍等.1996年6月，地学中的拉曼光谱，陕西科技出版社.