《和田玉白度評價光譜法》

編制說明

（征求意見稿）

一、工作概況

1、任務來源

本項目是根據中華人民共和國自然資源部2023年標準制修訂計劃通知，項

目名稱為《和田玉白度評價光譜法》，計劃完成時間為2024年。

2、項目的意義

寶石界歷來將主要組成礦物為透閃石–陽起石類質同象系列的隱晶質致密

礦物集合體稱作和田玉。按顏色的不同，和田玉可分為白玉、青白玉、青玉、碧

玉、墨玉、黃玉、糖玉等種類，各種類之間存在一定的過渡關系。根據大量研究

資料得知，前人利用可見吸收光譜、電子探針、化學成分分析、紅外光譜、及拉

曼光譜等測試手段來分析研究和田玉的顏色成因，致色元素的含量及在晶體結構

中的占位，從而對顏色產生的影響。和田玉（尤其是白玉、青白玉、青玉、碧玉）

的顏色主要是由于Fe元素致色的。顏色對于和田玉的價值有很大的影響，不同

顏色的和田玉其價值有很大的差異，因此對于和田玉顏色進行科學的劃分是有必

要的。目前，市場上對于和田玉的顏色分級主要是利用實物標樣對顏色進行對比

定級，對于如何清晰界定和田玉各顏色品種的劃分，還沒有可行的科學系統(tǒng)的標

準。本項目在前人研究的基礎上，應用拉曼光譜分析及化學成分分析手段，從和

田玉晶體結構中M1、M3位置中Fe、Mg陽離子占位情況著手，快速、無損、準確

地分析Fe元素在和田玉的顏色致色中的意義及其相對含量的多少對和田玉顏色

色調及飽和度的影響，為和田玉顏色品種劃分提供依據及定量指標。

3、主要研制工作過程

2023年4月，本標準制定項目立項計劃后項目承擔單位國家珠寶玉石質量

監(jiān)督檢驗中心實驗室有限公司成立了項目工作組。工作組開始了前期工作，查詢

和收集各類相關資料。

2023年5-6月，工作組開展了多次調研，并深入市場了解和田玉的檢測、

分級評價情況，充分調研市場的實際檢測需求。

2023年7月，工作組查詢相關資料，搜集文獻及標準，并進行討論確定試

驗方案。

2023年下半年，工作組完成相關樣品的測試及數(shù)據采集工作。

2023年底，工作組據現(xiàn)有樣品實驗數(shù)據以及資料匯總完成《和田玉白度評

價光譜法》的草稿。

2024年4-5月，工作組根據現(xiàn)有樣品實驗數(shù)據以及資料匯總，經討論和修

改后，完成《和田玉白度評價光譜法》的討論稿。

2024年8月，工作組對檢測數(shù)據進行全面統(tǒng)計分析，對本標準進行修改形

成《和田玉白度評價光譜法》的征求意見稿。

二、標準的編制原則和主要內容

1、標準的編制原則

遵循科學性、合理性和可操作性原則，制定本標準。

2、標準的主要內容

本標準在GB/T16552、GB/T16553的基礎上，結合相關參考文獻，主要包

括以下內容：

1范圍：本標準規(guī)定了和田玉（白玉、青白玉、青玉、碧玉）白度的檢測方

法及術語和定義。主要利用光譜法劃分和田玉白度，包括白度檢測方法、白度等

級、白度劃分規(guī)則等。

本標準適用于白玉、青白玉、青玉、碧玉的測定及白度評價。

2規(guī)范性引用文件：GB/T16552珠寶玉石名稱、GB/T16553珠寶玉石鑒

定。

3術語和定義：術語中列出了與和田玉白度評價相關的術語，包括白度、白

度評價等。

4檢測方法：主要利用拉曼光譜、X射線熒光光譜等光譜法檢測劃分和田玉

白度

本標準的主要參考文獻有：

[1]馮曉燕，陸太進，等.拉曼光譜分析在和田玉顏色評價中的應用[J]，礦物

巖石，2015，35（1）：1-6.

[2]馮曉燕，張勇，等.CHARACTERIZATIONOFMGANDFECONTENTSIN

NEPHRITEUSINGRAMANSPECTROSCOPY[J]，Gems&Gemology，2017，53（2）：

204-212.

[3]郭立鶴,韓景儀.和田玉、瑪納斯碧玉和岫巖老玉中M1,M3陽離子

占位的紅外光譜分析[J].巖石礦物學雜志,2002,21(Z1):68-71.

[4]盧保奇,亓利劍,夏義本,等.和田玉貓眼的Raman光譜及其與貓眼

顏色的關系[J].硅酸鹽學報,2007,35(11):1492-1494.

[5]鄒天人,郭立鶴,李維華,等.和田玉、瑪納斯碧玉和岫巖老玉的拉

曼光譜研究[J].巖石礦物學雜志,2002,21(Z1):72-78.

[6]國家標準《和田玉鑒定與分類》（GB/T38821—2020），國家市場

監(jiān)督管理總局，2020.

[7]劉奕岑，周征宇，楊蕭亦，等.透閃石質玉中黃玉與糖玉致色成因差異研

究[J].巖石礦物學雜志，2021,40（6）：1189-1196.

三、標準技術內容說明

根據實驗測試及前人研究分析，隨著顏色的加深，從白玉-青白玉-青玉，鐵

（Fe）元素含量逐漸提高，鎂（Mg）元素的含量從白玉-青玉也呈現(xiàn)減少的趨勢，

顯示出Mg—Fe之間的完全類質同象替代關系。由此可見，在白玉-青白玉-青玉

的顏色過渡中，F(xiàn)e元素的含量在和田玉的顏色呈現(xiàn)中起著重要的作用。因此可

以推測，在白-青系列的和田玉中Fe元素含量的高低和其顏色的深淺呈正相關。

碧玉的顏色除了主要與Fe2+有關，還與Cr、Ni元素有關；黃玉的顏色主要

與Fe3+有關；糖玉的顏色除了與Fe2+有關，還與Mn2+和Fe3+有關；墨玉的顏色主

要與石墨微晶顆粒有關。

鑒于白玉-青白玉-青玉的顏色與Mg—Fe之間的完全類質同象替代關系有關，

且在和田玉的晶體結構中Mg2+、Fe2+主要占據著M1和M3位置。在拉曼光譜中

3800cm-1-3500cm-1區(qū)域的譜帶反映了M1和M3位置的陽離子與結構中OH-成鍵的振

動信息，能鑒別M位置占位陽離子的種類。所以我們利用拉曼光譜結合X射線熒

光光譜進行了大量的測試分析后，認為在沒有實物樣品比對的情況下，利用這兩

種檢測方法也可以科學的劃分白玉、青白玉、青玉及碧玉的顏色等級。

通過表1中18件不同樣品的測試數(shù)據對比分析，電子探針、拉曼光譜、X

熒光光譜這三種測試方法得到的Mg2+/(Mg2++Fe)或Fe2+/(Mg2++Fe)比值是非常接近

的，彼此之間的數(shù)值偏差都不大于0.01，微小的偏差在合理范圍內，基本不影

響最終的結果判斷。只要樣品顏色均勻的情況下，除了電子探針測試，利用拉曼

光譜或X熒光光譜的測試方法檢測和田玉的主要礦物組分及顏色品種是可行有

效的，而且實驗室利用拉曼光譜或者X熒光光譜測試可以在無損的情況下更快速

檢測樣品。

表1電子探針、拉曼光譜、X熒光光譜三種測試方法計算的Mg2+/(Mg2++Fe)比值對比

拉曼光譜電子探針X熒光光譜

序號樣品編號.

Fe2+/(Mg2++Fe)Fe2+/(Mg2++Fe)Fe2+/(Mg2++Fe)

1SSYS-2018-0010.070.080.07

2SSYS-2018-0020.100.110.10

3SSYS-2018-0040.100.110.11

4SSYS-2018-0060.120.120.12

5SSYS-2018-0100.080.080.07

6SSYS-2018-0260.010.010.01

7SSYS-2018-0340.030.030.03

8SSYS-2018-0350.010.020.980.02

9SSYS-2018-0380.030.030.03

10SSYS-2018-0410.030.040.03

11SSYS-2018-0430.080.070.07

12SSYS-2018-0520.110.120.11

13SSYS-2018-0560.060.060.06

14SSYS-2018-0580.090.090.09

15SSYS-2018-0590.080.090.08

16SSYS-2018-0630.110.110.10

17SSYS-2018-0710.030.040.04

18SSYS-2018-0750.110.110.12

（一）測試樣品

本標準收集了兩百多件不同顏色和色調的和田玉樣品進行拉曼光譜和X射

線熒光光譜測試，部分樣品見下圖1。

圖1部分測試樣品

（二）拉曼光譜法分析

使用英國Renishaw公司生產的inVia-Reflex型激光拉曼光譜儀，激發(fā)光

源波長532nm，激光能量50%或100%，掃描時間10s，掃描1次，掃描范圍為M-OH

譜帶區(qū)域4000~3000cm-1。

1.3800cm-1-3500cm-1區(qū)間的M-OH譜帶特征

和田玉在M–OH伸縮振動區(qū)域（3800cm-1-3500cm-1）范圍內出現(xiàn)的3675cm-1、

3661cm-1、3645cm-1三條譜帶，其對應的Mg、Fe陽離子具體占位，見表2。

表2和田玉M–OH伸縮振動區(qū)域主要譜帶頻率及M1、M3位置的陽離子

譜帶（cm-1）367536613645

Mg2+Mg2+Mg2+

陽離子指派Mg2+Mg2+Fe2+

Mg2+Fe2+Fe2+

和田玉中沒有Fe元素或者含量非常低的情況下，M-OH（3500cm-1-3800cm-1）

區(qū)間只有一條譜帶3675cm-1，隨著Fe含量的增加，M-OH區(qū)域由一條-兩條到三

條譜帶（3675cm-1、3661cm-1、3645cm-1），甚至四條譜帶，而且3675cm-1譜

帶的相對強度逐漸減弱，3661cm-1、3645cm-1譜帶逐漸增強。（如圖2）

σ/cm-1

圖2部分樣品的M–OH伸縮振動譜峰特征

（1）羊脂玉、白玉顯示清晰的3675cm-1伸縮振動峰，沒有3661cm-1與3645cm-1

峰，或3661cm-1只出現(xiàn)很微弱的峰，說明Fe含量非常低，M1、M3位置幾乎全部

由Mg2+離子占位。

（2）青白玉顏色呈現(xiàn)明顯灰度，明度較低，除3675cm-1外出現(xiàn)3661cm-1，

說明其含有一定量的Fe2+，但3661cm-1峰強與3675cm-1相比極為微弱，說明晶

格中取代Mg2+的Fe2+離子不多。

（3）青玉由淡青色到深青色，顏色的種類很多，跨度較大，新疆產的青玉

顏色相對較淺，一般沒有出現(xiàn)3645cm-1峰，而青海產的青玉顏色較深，一般都

可以測試到3645cm-1峰。因此青玉的M–OH伸縮振動區(qū)中一般都有3675cm-1峰、

3661cm-1峰，部分顏色較深的青玉出現(xiàn)3645cm-1吸收峰。青玉的顏色越深，3661

cm-1、3645cm-1峰越強，且與3675cm-1峰相對強度比值越大，這說明含有更多的

Fe2+，青玉顏色變化取決于Fe2+含量。

（4）黃玉樣品僅顯示3675cm-1峰，本次測試中總計對三件黃玉樣品進行了

拉曼光譜分析，均只顯示3675cm-1伸縮振動峰，其指紋區(qū)譜帶均較尖銳，與標

準透閃石譜峰位置基本一致，表明其由較純透閃石組成。所以拉曼光譜分析對黃

玉顏色成因與其內含礦物種及離子取代種類未能建立明確的對應關系。結合其他

學者的研究結果，黃玉的顏色成因主要Fe3+有關。

（5）糖玉樣品除了出現(xiàn)3675cm-1外還出現(xiàn)中等強度3661cm-1吸收，可以

推測其糖色與Fe2+含量有關，但通過X射線熒光光譜分析，糖玉也含有Mn2+，結

合其他學者研究成果，糖玉的致色元素除了與Fe2+有關，還與Mn2+和Fe3+有關。

（6）碧玉樣品呈灰綠、深綠色、藍綠色等，拉曼譜圖中除Mg2+–OH特征伸

縮振動3675cm-1峰外，出現(xiàn)明顯的3661cm-1、3645cm-1吸收峰。表明碧玉中已

經含有較多的Fe2+，且隨著顏色的加深，3661cm-1、3645cm-1峰與3675cm-1

峰相對強度比值加大，說明碧玉顏色變化也主要取決于Fe2+含量。

（7）青花玉、墨玉樣品中出現(xiàn)3661cm-1弱吸收峰，而所有經過測試的青花

玉、墨玉樣品中均不出現(xiàn)3645cm-1吸收峰，主要是因為青花玉、墨玉的基底一

般是白玉、青白玉，它的黑色主要是由內部所含的礦物包體（石墨）引起的。由

于含有石墨的數(shù)量不同，形成的顏色深淺不同，分布不均勻，往往和基底（白玉、

青白玉）呈交叉分布。

（8）對3661cm-1、3645cm-1兩個吸收峰在測試樣品中的分布做統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)

所有碧玉中均出現(xiàn)3661cm-1吸收峰，且相對強度均為強；其次為青玉、青白玉

中出現(xiàn)3661cm-1吸收峰，相對強度為強到中；羊脂玉和白玉中基本不出現(xiàn)3661

cm-1吸收峰。3645cm-1吸收峰主要在碧玉、深色調的青玉中出現(xiàn)。3661cm-1、3645

cm-1兩峰的存在及相對強度代表了Fe2+在和田玉是否占據M位置及其離子濃度，

在由羊脂玉→白玉→青白玉→青玉→碧玉的過渡中，兩峰相對強度與和田玉色調

呈明顯的正相關關系，證明和田玉色調的改變是由Fe2+離子引起的。這與EDXRF

測試得出的結果一致。

2.相對強度比值法

3675cm-1特征峰的形狀及尖銳程度可做為和田玉白度的表征之一。3675cm-1

特征峰與基線相對強度越大，和田玉的白度一般越好。3661cm-1、3645cm-1特征

峰代表和田玉化學組成中Fe的出現(xiàn)。以3661cm-1、3645cm-1特征峰相對強度及

與3675cm-1特征峰強弱關系標定和田玉顏色飽和度，同時根據這三條譜帶的相

對強度比值劃分白玉與青白玉、青玉的界限。所以通過M–OH伸縮振動區(qū)3675cm-1、

3661cm-1、3645cm-1這三個譜帶的相對強度比值計算在M1、M3位置中Mg、Fe

的占位及相對含量，從而計算出Fe/（Mg+Fe）的比值，根據這個比值可以劃分

和田玉的顏色等級。

3.Fe/（Mg+Fe）的計算方法

依據Mg2+和Fe2+在M1、M3位置中（即體現(xiàn)在三個峰位3675cm-1、3661cm-1、

3645cm-1的指派）的占位情況，首先對3675cm-1、3661cm-1、3645cm-1進行基

線校正，經過基線校正后得出這三條譜帶的相對強度值，以3675cm-1的相對強

-1-1-1

度為I1=1；3661cm的相對強度為I2，是3661cm的峰值除以3675cm的峰值所

-1

得的比值（峰值為經過基線校正后的相對強度）；3645cm的相對強度為I3，是

3645cm-1的峰值除以3675cm-1峰值所得的比值。（見圖3）

圖3M–OH伸縮振動區(qū)三峰相對比值

2+2+

Mg的相對含量為I1+2I2/3+I3/3，F(xiàn)e的相對含量為I2/3+2I3/3。然后根據

公式（1）計算Fe/(Mg+Fe)的相對比值。

Fe/(Mg+Fe)=(I2/3+2I3/3)/((I1+2I2/3+I3/3)+(I2/3+2I3/3))……（1）

（三）X射線熒光光譜法

1.建立檢測方法

首先根據和田玉的主要化學成分在X熒光光譜儀的測試方法中選取多個合

適的測試條件組合建立工作曲線，然后選擇成分、結構相對均勻并且經過電子探

針定量分析（見表2）的研究樣品（H-1～5、H-7～8、Q-1～4，剔除不夠均勻的

H-6樣品，共11粒）（如圖3），作為標準樣品校正工作曲線，建立合適于和田

玉化學成分分析的定性/半定量檢測方法。

圖4用于能量色散X熒光光譜測試的標樣（從左到右，第一排為H-1～4，

第二排為H-5～8，第三排為Q-1～4）

表3標樣的電子探針數(shù)據

樣品

Na2OMgOSiO2Al2O3K2OCaOFeOMnOZnOCr2O3NiOTiO2總量

編號

H-010.13224.9457.2440.0670.13813.3160.0480.0210.04--0.0120.01996.004

H-020.12825.37156.5940.1880.07813.2010.0620.0280.0740.009--0.01195.772

H-030.18724.03457.6830.7880.18612.7850.275--0.136--0.0510.01796.152

H-040.15924.27157.7940.4720.10212.480.4740.076--0.0070.0260.00295.907

H-050.33724.78157.5930.6390.22312.0940.6360.090.0510.0410.074--96.601

H-060.17823.02855.7980.2760.09413.1314.4540.2110.05--0.253--97.473

H-070.14722.80955.9210.3810.01913.0653.4350.172--0.0120.1260.03296.14

H-080.23922.44656.1150.5340.1413.1084.1540.117------0.14397.031

Q-010.08523.84458.5760.1240.06813.8260.0740.0350.198--0.0040.01796.895

Q-020.07423.69258.5460.2110.04313.8440.3860.06------0.04496.907

Q-030.08123.23356.235