1、ICS39.060Y 88DB37山東省地方標(biāo)準(zhǔn)DB37/T 41142020珠寶玉石鑒定紅外光譜法Gem testingInfrared spectroscopy method2020 - 08 - 31發(fā)布2020 - 10 - 01實(shí)施山東省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布DB37/T 41142020目次前言III1范圍12規(guī)范性引用文件13術(shù)語和定義14方法原理25儀器設(shè)備36試驗(yàn)方法37操作步驟(以傅里葉變換紅外光譜儀為例)38主要影響因素39結(jié)果表示4附錄A（資料性附錄）珠寶玉石鑒定常見紅外光譜圖及扼要說明5A.1關(guān)于附錄A中譜圖的限制性說明5A.2紅外譜圖5A.2.1大氣背景單光束圖5A.2

2、.2金剛石6A.2.3剛玉8A.2.4金綠寶石10A.2.5綠柱石11A.2.6碧璽13A.2.7尖晶石15A.2.8鋯石16A.2.9托帕石17A.2.10橄欖石18A.2.11石榴石19A.2.12石英21A.2.13長(zhǎng)石24A.2.14黝簾石25A.2.15磷灰石25A.2.16透輝石26A.2.17方解石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石26A.2.18文石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石27A.2.19硬玉27A.2.20綠輝石30A.2.21軟玉31A.2.22歐泊(玻璃態(tài))31A.2.23石英巖32A.2.24玉髓33A.2.25石英質(zhì)玉(隱晶質(zhì)-顯晶質(zhì))34A.2.26蛇紋石35A.2.27綠松石36A

3、.2.28孔雀石37A.2.29高嶺石族37A.2.30葉蠟石38A.2.31琥珀38A.2.32牙骨類39A.2.33合成立方氧化鋯40A.2.34合成碳硅石40A.2.35玻璃41參考文獻(xiàn)43前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.12009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由山東省市場(chǎng)監(jiān)督管理局提出并組織實(shí)施。本標(biāo)準(zhǔn)由山東省黃金珠寶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國(guó)家黃金鉆石制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、廣東省金銀珠寶檢測(cè)中心有限公司、山西省分析科學(xué)研究院、青島市黃金珠寶飾品監(jiān)督檢驗(yàn)站、南京寶光檢測(cè)技術(shù)有限公司、深圳市飛博爾珠寶科技有限公司、北京尼高力天光科貿(mào)有限公司、布魯克(北京)科技有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人

4、：李建軍、陳珊、閆中健、曲直、張向軍、李健、張叢森、楊云、徐思海、王岳、山廣祺、李婷、李澄、楊健、陳侃、高揚(yáng)。43珠寶玉石鑒定紅外光譜法1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用紅外光譜法鑒定珠寶玉石的術(shù)語和定義、方法原理、儀器設(shè)備、試驗(yàn)方法、操作步驟、主要影響因素及結(jié)果表示。本標(biāo)準(zhǔn)適用于借助中紅外至近紅外范圍光譜對(duì)有特征吸收的珠寶玉石進(jìn)行鑒定。2 規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T 60402019紅外光譜分析方法通則GB/T 16552珠寶玉石名稱GB/T 165

5、53珠寶玉石鑒定3 術(shù)語和定義GB/T 60402019、GB/T 16552、GB/T 16553界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復(fù)列出了GB/T 60402019中的某些術(shù)語和定義。3.1溴化鉀粉末壓片透射法transmission method using KBr powder將少量樣品粉末與適量溴化鉀粉末混合均勻并壓結(jié)成片，通過透射法采集紅外吸收譜圖的方法。3.2直接透射法direct transmission method讓紅外輻射光束穿過原位寶石樣品獲得透射譜圖的方法。3.3反射法specular reflection method用樣品表面光的反射(鏡面

6、反射)測(cè)定反射紅外光譜的方法。注： 由于與反射率(對(duì)應(yīng)折射率)相關(guān)，可能需要修正光譜，進(jìn)行必要的變換。3.4衰減全反射(ATR)法attenuated total reflection method用于高吸收樣品或樣品表面的測(cè)定方法，紅外光以大于臨界角的角度入射到緊貼在樣品表面的高折射指數(shù)晶體時(shí)，由于樣品折光指數(shù)低于晶體，發(fā)生全反射，紅外光只進(jìn)入樣品極淺的表層，只有某些頻率被吸收，測(cè)量這一被衰減了的輻射即得到樣品的衰減全反射光譜。GB/T 60402019，定義3.153.5透過率transmittanceT透過樣品的紅外輻射能與入射的紅外輻射能之比。GB/T 60402019，定義3.13.

7、6反射率reflectanceR樣品反射的紅外輻射能量與總紅外輻射能量之比。3.7吸光度absorbanceA透過率倒數(shù)的以10為底的對(duì)數(shù)。即：A=lg1T(1)GB/T 60402019，定義3.23.8基線baseline在紅外吸收光譜上，按一定方式繪制的直線或曲線，用它來表示吸收帶不存在時(shí)的背景吸收曲線。GB/T 60402019，定義3.53.9K-K變換Kramers-Kronig transformation為消除通過反射技術(shù)采集到的譜圖中光學(xué)色散的影響而進(jìn)行的一種數(shù)學(xué)校正方法。3.10K-M轉(zhuǎn)換Kubelka-Munk transformation把漫反射法測(cè)定的光譜轉(zhuǎn)換成透射吸

8、收光譜的方法。GB/T 60402019，定義3.123.11ATR校正ATR correction使用ATR測(cè)定裝置時(shí)，校正峰強(qiáng)度與波數(shù)相關(guān)性的功能。GB/T 60402019，儀器裝置 附加功能4.4.124 方法原理寶石在紅外光的照射下，引起晶格(分子)、絡(luò)陰離子團(tuán)和配位基的振動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷，并引發(fā)相應(yīng)的紅外光能量衰減而產(chǎn)生的光譜為紅外光譜。對(duì)紅外光譜進(jìn)行匹配、分析，可為珠寶玉石鑒定提供一定的證據(jù)(參見附錄A)。5 儀器設(shè)備紅外光譜儀，波數(shù)測(cè)試范圍4000cm-1400cm-1，可配紅外顯微鏡和/或透、反射附件。測(cè)試范圍，依照不同的儀器，在高波數(shù)端可有一定的拓展，如有的中紅外光譜儀可拓展

9、至近紅外區(qū)的7500cm-1。6 試驗(yàn)方法6.1 粉末法：適用于可刮取微量粉末的樣品。6.2 直接透射法：適用于具有至少一組平行面或具有切面平行的弧面的樣品。如八面體111或立方體100面發(fā)育的樣品，或腰部足夠厚的拋光樣品。6.3 表面反射法：適用于表面未覆有異相材料的寶石。6.4 內(nèi)部全反射法：適用于切磨比例滿足內(nèi)部全反射、或底面具有非紅外活性襯底的樣品。如標(biāo)準(zhǔn)圓鉆型切工的拋光樣品、帶有金屬襯底鑲嵌的稍薄玉石等。6.5 衰減全反射(ATR)法：只適用于存在能夠與ATR附件高折射率晶體平面實(shí)現(xiàn)良好面接觸的樣品(包括粉末樣品)。6.6 顯微紅外光譜法：適用于紅外光路徑狹小的樣品，可采用顯微直接透

10、射法或顯微內(nèi)反射法或表面反射法。樣品規(guī)格應(yīng)符合儀器要求。7 操作步驟(以傅里葉變換紅外光譜儀為例)7.1 開機(jī)，建議預(yù)熱30min。7.2 選擇設(shè)置測(cè)試條件，包括分辨率、掃描計(jì)數(shù)、掃描波數(shù)范圍等。注： 分辨率推薦8cm-1或優(yōu)于8cm-1、掃描計(jì)數(shù)推薦不小于8Scans，必要時(shí)，可設(shè)置為上百甚至數(shù)千Scans、掃描范圍一般情況下推薦6000cm-1400cm-1。若針對(duì)不同采樣方式進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)置，反射法推薦2000cm-1400cm-1或4000cm-1400cm-1；透射法推薦6000cm-12000cm-1或6000 cm-1400cm-1，特殊情況下設(shè)置為7500cm-1400cm-

11、1或僅針對(duì)某較小波數(shù)段范圍進(jìn)行掃描，如3600 cm-13400cm-1等。7.3 背景掃描(若對(duì)大氣干擾扣除要求較高時(shí)，可采取先測(cè)樣品后立刻扣除背景的掃描方式)。7.4 測(cè)試樣品。為獲得盡可能多的證據(jù)信息，宜采用不同操作方法從不同方向采集譜圖。7.5 參照附錄A與已知寶石材料的紅外光譜進(jìn)行比較分析。7.6 需要時(shí)，對(duì)原始譜圖進(jìn)行必要的處理，如：對(duì)反射譜圖進(jìn)行K-M轉(zhuǎn)換以獲得吸收光譜，對(duì)反射法光譜進(jìn)行K-K變換有利于與溴化鉀粉末壓片透射法譜圖進(jìn)行比對(duì)，對(duì)衰減全反射(ATR)法獲得的譜圖進(jìn)行ATR校正，當(dāng)譜圖基線不水平時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?。注?珠寶玉石以其較強(qiáng)的光澤屬性及拋磨光潔的表面形貌，借助各

12、種反射附件采集其反射譜圖時(shí)，進(jìn)入到儀器檢測(cè)器的鏡面反射信號(hào)占據(jù)絕對(duì)比例，因此宜采用反射法光譜處理技術(shù)對(duì)譜圖進(jìn)行變換校正，即K-K變換。8 主要影響因素8.1 粉末法測(cè)試時(shí)主要影響因素：樣品量的多少、樣品粉末粒度、壓片樣品透光性等。需注意晶體的類質(zhì)同象替代可引起特征峰的漂移，特別是某些無機(jī)鹽材料易與溴化鉀介質(zhì)發(fā)生離子交換。8.2 無損測(cè)試時(shí)主要影響因素：晶體的方向性、樣品對(duì)紅外光的透明度；反射譜圖受色散影響引起譜圖畸變。其中不同結(jié)晶方向可呈現(xiàn)差異紅外光譜的晶體寶石，多方向晶體共存樣品 (晶質(zhì)集合體)譜圖因擬合效應(yīng)存在畸變；礦物顆粒的大小影響譜圖某些譜帶的擬合程度。直接透射譜圖對(duì)透射光能量的衰減受

13、復(fù)雜因素影響。無論如何，穿過樣品的光程總會(huì)是影響絕對(duì)吸光度的重要因素，所有珠寶玉石都應(yīng)考慮超大光程引發(fā)的譜圖中湮沒特征吸收峰的可能性。無機(jī)寶石的大拋光平面理論上符合衰減全反射法的測(cè)試要求，但樣品平面與ATR附件高折射率晶體面難以實(shí)現(xiàn)緊密貼合，因此測(cè)試效果不佳；具有可逆塑變性(彈性)的有機(jī)寶石，易借助一定壓力與ATR附件高折射率晶體表面形成緊密貼合，可獲得信噪比較好的譜圖，但需注意過大的壓力可能擠碎被測(cè)樣品和/或ATR附件上的高折射率晶體。8.3 無論何種采譜方式，與主體寶玉石成分不同的物質(zhì)，如包裹體、浸入物、表面覆層等，均可能對(duì)譜圖信號(hào)造成影響。8.4 不同型號(hào)的儀器在相同測(cè)試條件下對(duì)同一譜帶

14、的呈現(xiàn)或略有差異，可表現(xiàn)為峰位、峰強(qiáng)甚至是峰形的細(xì)微差別。9 結(jié)果表示9.1 呈現(xiàn)譜圖：橫坐標(biāo)應(yīng)包含坐標(biāo)軸標(biāo)尺與單位，縱坐標(biāo)應(yīng)包含譜圖呈現(xiàn)模式吸光度(A)、透射率(T)或反射率(R)；其中透過率和反射率的單位一般為“%”。參見附錄A。9.2 信息描述：應(yīng)描述關(guān)鍵吸收峰的位置，如：具3595cm-1紅外吸收峰/帶(本標(biāo)準(zhǔn)也簡(jiǎn)稱為“吸收峰”或“吸收帶”或“峰”或“帶”)等。9.3 必要的測(cè)試信息，包括但不限于：a) 測(cè)定日期；b) 測(cè)試者姓名；c) 樣品名；d) 數(shù)據(jù)編號(hào)；e) 樣品編號(hào)；f) 操作方法；g) 測(cè)試條件；h) 數(shù)據(jù)處理?xiàng)l件；i) 參比樣品/譜圖；j) 儀器名稱及型號(hào)。9.4 限制性

15、說明，應(yīng)將諸如此類的內(nèi)容作為結(jié)果表示的一部分：“紅外光譜法是珠寶玉石鑒定的方法之一，鑒定結(jié)論是綜合必要的鑒定證據(jù)(可能不是紅外光譜)得出的?！盇A附錄A （資料性附錄）珠寶玉石鑒定常見紅外光譜圖及扼要說明A.1 關(guān)于附錄A中譜圖的限制性說明A.1.1 紅外光譜譜圖(本文件也簡(jiǎn)稱為“譜圖”)采集時(shí)設(shè)定的分辨率為8cm-1。A.1.2 采集譜圖的結(jié)果與縱坐標(biāo)標(biāo)注相關(guān)，如：%透過率表示譜圖采集時(shí)光路透過樣品，無論采樣方式是直接透射法還是內(nèi)部反射法；%反射率表示光路經(jīng)過樣品時(shí)在樣品表面(含極淺表層)發(fā)生反射，而獲得的帶有樣品信息的譜圖。A.1.3 受實(shí)際樣品狀態(tài)的影響，所有譜圖的縱坐標(biāo)數(shù)值僅具有參考意

16、義。A.1.4 如無特殊說明，本文件寶石名稱僅指示其材料屬性，無成因傾向。如：金剛石，代表碳原子組成的等軸晶系晶體材料，可能是天然形成的，也可能是人工制造的?！白匀弧薄叭藶椤币约皹?biāo)準(zhǔn)GB/T 16552中規(guī)定的帶有成因傾向的術(shù)語，如天然、人工、合成等，其語境界定了過程是否有人的干預(yù)。A.1.5 除特別指明的樣品外，絕大多數(shù)譜圖采自珠寶玉石領(lǐng)域常見規(guī)格樣品，而未對(duì)樣品進(jìn)行破損。A.1.6 本標(biāo)準(zhǔn)提供的譜圖是參考性的，不一定是決定性的。標(biāo)準(zhǔn)中涉及的寶石名稱僅說明本標(biāo)準(zhǔn)起草方使用該類樣品獲得了標(biāo)準(zhǔn)件給出的譜圖，但有些譜圖并非指向某唯一類別的寶石。A.2 紅外譜圖A.2.1 大氣背景單光束圖大氣背景單

17、光束圖(見圖A.1)以7500cm-16800cm-1、5600cm-15100cm-1、4000cm-13300cm-1(常以3700cm-13600cm-1為強(qiáng)譜帶)、2100cm-11200cm-1(常以1800cm-11400cm-1間為強(qiáng)譜帶)范圍內(nèi)密集的與水蒸汽有關(guān)的峰，以及2349cm-1(2360cm-1、2340cm-1)和667cm-1與二氧化碳有關(guān)的峰為特征，因此寶石紅外譜圖一般無需對(duì)這些譜帶進(jìn)行解析。受塵埃(主要是無定形二氧化硅)污染影響，譜圖常在1050cm-1、800cm-1處呈現(xiàn)寬帶。受有機(jī)物(如機(jī)器防銹油、大氣中未知有機(jī)揮發(fā)物、人員體脂等)污染的干擾，譜圖常呈現(xiàn)

18、與CH3有關(guān)的2960cm-1峰以及與CH2有關(guān)的2920cm-1、2850cm-1峰。盡管干擾難以避免，但測(cè)試前宜對(duì)樣品進(jìn)行清潔。圖A.1 大氣背景單光束紅外光譜圖A.2.2 金剛石金剛石晶體本征(IIa型)譜圖（見圖A.2）表明晶體中不含氮，或氮原子的存在形式在紅外光譜中無表征。圖A.2 金剛石本征紅外譜圖(IIa型)金剛石中的氮元素以單原子替位氮形式存在(Ib型)時(shí)，以1344cm-1和/或1131cm-1峰為特征，見圖A.3。圖A.3 表現(xiàn)出Ib型特征的金剛石紅外譜圖當(dāng)金剛石中的氮元素以相鄰雙原子替位(A心)形式存在(IaA型)時(shí)，譜圖以1282cm-1峰為特征，見圖A.4。圖A.4

19、表現(xiàn)出雙原子替位氮存在的金剛石紅外譜圖當(dāng)金剛石中的氮元素以多原子聚集形態(tài)(B類聚集態(tài)氮，B心)存在時(shí)，譜圖可呈現(xiàn)1175cm-1峰（IaB型），見圖A.5。圖A.5 表現(xiàn)出IaB特征(1175cm-1峰)的金剛石紅外譜圖當(dāng)金剛石含有不帶電荷的硼原子(B0)時(shí)，常具有2803cm-1峰(IIb型)，見圖A.6。該峰的強(qiáng)弱與B0的濃度有正相關(guān)性，也與金剛石的藍(lán)色飽和度有正相關(guān)性。圖A.6譜圖對(duì)應(yīng)的樣品幾乎無色。圖A.6 幾乎無色的IIb型金剛石紅外譜圖A.2.3 剛玉無論何種成因的紅寶石、藍(lán)寶石(同為剛玉種)，其紅外反射譜圖差別不明顯，見圖A.7。圖A.7 剛玉的紅外反射譜較為純凈的剛玉晶體的紅外

20、透射譜圖見圖A.8，這意味著晶體中的雜質(zhì)元素、包裹體及其他晶體缺陷的量低于紅外光譜檢測(cè)限。圖A.8 較為純凈的剛玉紅外透射譜當(dāng)剛玉類寶石內(nèi)部(晶格中或機(jī)械混入物中)含有與氫有關(guān)的價(jià)鍵結(jié)構(gòu)時(shí)，紅外譜圖將呈現(xiàn)與H/OH有關(guān)的吸收，見圖A.9。圖A.9 呈現(xiàn)與H/OH有關(guān)吸收的剛玉紅外透射譜圖當(dāng)剛玉中富含(分子/羥基)水時(shí)，如水熱法合成品、富次生含水礦物的天然品等，紅外譜圖常在3000cm-1左右呈現(xiàn)宏大譜帶，也可伴有銳利羥基峰。見圖10。圖A.10 富水的剛玉紅外透射譜圖A.2.4 金綠寶石金綠寶石反射譜圖因結(jié)晶學(xué)方向不同和/或類質(zhì)同象替代而存在差異，見圖A.11。圖A.11 金綠寶石紅外反射譜圖

21、A.2.5 綠柱石綠柱石的紅外反射譜圖因結(jié)晶學(xué)方向不同而導(dǎo)致某些峰位偏移及擬合，有時(shí)同一個(gè)晶體不同方向獲得的譜圖存在差異，見圖A.12。圖A.12 綠柱石的紅外反射譜圖(采自一個(gè)晶體的不同方向)當(dāng)綠柱石內(nèi)不含有油、蠟、膠甚至人體油脂等有機(jī)材料時(shí)，2960cm-12800cm-1間一般無明顯吸收，見圖A.13。圖A.13 綠柱石紅外透射譜圖當(dāng)測(cè)試綠柱石的光路中存在與CH3以及CH2有關(guān)的物質(zhì)，如機(jī)器防銹油、大氣中未知有機(jī)揮發(fā)物、人員體脂、無色油、有色油、各色的蠟等時(shí)，譜圖往往會(huì)在2960cm-1、2920cm-1、2850cm-1左右呈現(xiàn)吸收峰。見圖A.14。圖A.14 光路中存在含CH3以及C

22、H2結(jié)構(gòu)物質(zhì)的綠柱石的紅外透射譜圖當(dāng)綠柱石中含有與苯環(huán)結(jié)構(gòu)相關(guān)的人工樹脂時(shí)，其紅外透射譜圖常表現(xiàn)出與苯環(huán)有關(guān)的3060cm-13030cm-1間吸收帶以及受苯環(huán)結(jié)構(gòu)耦合的CH3以及CH2有關(guān)的吸收峰，因耦合作用，CH2有關(guān)的吸收峰往往發(fā)生藍(lán)移至更高頻率的2930cm-1、2870cm-1左右。見圖A.15。圖A.15 透射紅外譜圖呈現(xiàn)與苯環(huán)耦合的CH3和CH2有關(guān)峰表明綠柱石經(jīng)充填當(dāng)綠柱石形成過程中無水參與時(shí)，如助熔劑法合成綠柱石，其譜圖在5500cm-15000cm-1范圍(常以5280cm-1左右為中心)不呈現(xiàn)與通道水有關(guān)的吸收，見圖A.16。圖A.16 助熔劑法合成綠柱石紅外透射譜圖A.

23、2.6 碧璽作為復(fù)雜的硼鋁硅酸鹽礦物，高頻區(qū)至1300cm-1左右的譜帶歸屬于特征的硼氧鍵。類質(zhì)同象替代和結(jié)晶學(xué)方向差異均能導(dǎo)致譜圖有明顯變化，見圖A.17。圖A.17 碧璽的紅外反射譜圖碧璽的紅外透射譜圖見圖A.18。圖A.18 碧璽的紅外透射譜圖經(jīng)人工樹脂充填的碧璽有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)3060cm-13030cm-1間吸收帶并伴有跟CH3以及CH2有關(guān)的吸收峰，且相關(guān)峰往往向高頻區(qū)偏移，如2870cm-1峰，見圖A.19。圖A.19 經(jīng)人工樹脂充填的碧璽紅外透射譜圖A.2.7 尖晶石尖晶石族材料(如尖晶石、助熔劑法合成尖晶石、鉻鐵礦、磁鐵礦等)具有相似的紅外反射譜圖，見圖A.20。譜圖的差異及峰位的

24、偏移歸因于主要金屬元素的不同以及材料的透明度。圖A.20 尖晶石族材料紅外反射譜圖焰熔法合成尖晶石與尖晶石族礦物、助熔劑法合成品等的鎂、鋁含量比例不同，譜圖具有辨析性，見圖A.21，并對(duì)比參見圖A.20。圖A.21 焰熔法合成尖晶石的紅外反射譜圖尖晶石族材料紅外透射譜圖在3000cm-11500cm-1范圍內(nèi)有透光區(qū)。見圖A.22。圖A.22 尖晶石的紅外透射譜圖A.2.8 鋯石晶質(zhì)鋯石的譜圖差異歸因于結(jié)晶學(xué)方向不同及褪晶化程度不同，見圖A.23。圖A.23 晶質(zhì)鋯石的紅外反射譜圖低型鋯石反射譜圖在1100cm-1900cm-1間表現(xiàn)為宏大寬帶而不分裂，即近乎于玻璃態(tài)譜圖，見圖A.24。圖A.

25、24 低型鋯石的紅外反射譜圖A.2.9 托帕石托帕石紅外反射譜圖在980cm-1880cm-1間是否分裂以及600cm-1以下的差異歸因于方向性與類質(zhì)同像替代，1164cm-1峰穩(wěn)定性好。見圖A.25。圖A.25 托帕石的紅外反射譜圖托帕石透射譜譜圖穩(wěn)定性好，即便托帕石表層經(jīng)過人工處理，透射譜圖是指認(rèn)寶石內(nèi)核為托帕石的重要證據(jù)，見圖26。圖A.26 托帕石的紅外透射譜圖A.2.10 橄欖石橄欖石的紅外反射譜圖因結(jié)晶學(xué)方向不同而存在明顯差異，見圖A.27；而類質(zhì)同象替代對(duì)譜圖影響相對(duì)小。圖A.27 橄欖石的紅外反射譜圖橄欖石作為典型的“無水”礦物譜圖相對(duì)平滑，見圖A.28。圖A.28 橄欖石的紅

26、外透射譜圖A.2.11 石榴石石榴石紅外反射譜圖形狀相對(duì)穩(wěn)定，見圖A.29，而峰位漂移取決于類質(zhì)同像替代。圖A.29 石榴石的紅外反射譜圖鋁質(zhì)系列特別是鐵鋁石榴石的紅外透射譜圖較為典型，見圖A.30。圖A.30 鐵鋁榴石的紅外透射譜圖鈣質(zhì)石榴石透射譜圖常不穩(wěn)定，受變質(zhì)作用影響鈣質(zhì)系列石榴石在3700cm-13500cm-1范圍內(nèi)常表現(xiàn)出(與水和/或OH-有關(guān)的)吸收，見圖A.31。圖A.31 鈣鋁榴石和翠榴石 (鈣鐵榴石)的紅外透射譜圖A.2.12 石英石英不同于大多數(shù)氧化物材料的紅外反射譜圖(主要反射譜帶位于1000cm-1以下的靠近遠(yuǎn)紅外區(qū))，其反射譜圖宏觀上與硅酸鹽材料譜圖類似，即120

27、0cm-1900cm-1范圍內(nèi)呈強(qiáng)反射譜帶。此外800cm-1、780cm-1左右的反射峰的相對(duì)強(qiáng)度取決于入射紅外與石英C軸的夾角。當(dāng)夾角約為45時(shí)，兩峰強(qiáng)度接近。見圖A.32。注： 本標(biāo)準(zhǔn)中的“石英”專指“石英(低溫石英)”；如A.1.4所述，無定語的“石英”無（天然/或人工）成因指向。圖A.32 入射光與C軸夾角約45時(shí)石英的紅外反射光譜圖石英C軸與入射光大致平行時(shí)， 紅外反射譜圖在815cm-1775cm-1間呈現(xiàn)800cm-1單峰，見圖A.33。圖A.33 入射線與C軸大致平行時(shí)的石英紅外反射譜圖受形成環(huán)境及晶體形成后所處環(huán)境的影響，石英質(zhì)寶玉石中常含有水或羥基，這在紅外透射光譜中常有

28、所體現(xiàn)。天然無色水晶、天然煙晶紅外透射譜圖常(但非必然)呈現(xiàn)3595cm-1和/或3484cm-1吸收峰，見圖A.34。注： 某些情況下應(yīng)設(shè)置更優(yōu)的分辨率，采用更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟蓸臃椒ㄒ岳诔ゴ髿飧蓴_。圖A.34 天然無色水晶或天然煙晶的紅外透射譜圖合成無色水晶紅外透射譜圖常(但非必然)呈現(xiàn)3585cm-1吸收峰，見圖A.35。注： 某些情況下應(yīng)設(shè)置更優(yōu)的分辨率，采用更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟蓸臃椒ㄒ岳诔ゴ髿飧蓴_。圖A.35 采自合成無色水晶的紅外透射譜圖合成煙晶紅外透射譜圖常(但非必然)不呈現(xiàn)3595cm-1、3585cm-1、3484cm-1等吸收峰，見圖A.36。注： 某些情況下應(yīng)設(shè)置更優(yōu)的分辨率，采用更

29、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟蓸臃椒ㄒ岳诔ゴ髿飧蓴_。圖A.36 采自合成煙晶的紅外透射譜圖天然紫晶紅外透射譜圖常(但非必然)呈強(qiáng)的3585cm-1吸收峰且無或弱的3545cm-1吸收峰，見圖A.37。圖A.37 采自天然紫晶的紅外透射譜圖合成紫晶紅外透射譜圖常(但非必然)呈3585cm-1吸收峰的同時(shí)也呈明顯的3545 cm-1吸收峰，見圖A.38。圖A.38 采自合成紫晶的紅外透射譜圖A.2.13 長(zhǎng)石復(fù)雜的長(zhǎng)石族礦物各個(gè)亞種的紅外反射譜圖并不一樣，而每個(gè)亞種的紅外反射譜圖也不穩(wěn)定，受方向性、類質(zhì)同像替代甚至Al-Si有序度影響顯著。見圖A.39。圖A.39 長(zhǎng)石族礦物大致的紅外反射譜圖A.2.14 黝簾石黝

30、簾石(含坦桑石)的紅外反射譜圖差異歸因于類質(zhì)同像替代和方向性，3150cm-1左右呈現(xiàn)與OH有關(guān)的峰，見圖A.40。圖A.40 黝簾石的紅外反射譜圖A.2.15 磷灰石磷灰石的紅外反射譜圖，見圖A.41。圖A.41 磷灰石的紅外反射譜圖A.2.16 透輝石透輝石紅外反射譜圖因類質(zhì)同象替代和結(jié)晶學(xué)方向不同而有差異，見圖A.42。圖A.42 透輝石的紅外反射譜圖A.2.17 方解石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石以方解石、菱鎂礦、菱鋅礦、菱錳礦等常見寶玉石品種為代表的三方晶系的碳酸鹽礦物寶玉石品種，紅外反射譜圖不具有明顯的辨析度，自然界中Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Co、Cd、Ba等元素的在三方晶系碳酸鹽礦

31、物中類質(zhì)同像替代常見，這導(dǎo)致900cm-1800cm-1范圍內(nèi)的中等強(qiáng)銳峰和800cm-1700cm-1范圍內(nèi)弱峰位置很不穩(wěn)定。確定的是900cm-1800cm-1范圍內(nèi)峰的相對(duì)強(qiáng)度由方向性決定；當(dāng)測(cè)試對(duì)象為晶質(zhì)集合體時(shí)，入射光與集合體針狀、放射狀、纖維狀晶體延長(zhǎng)方向間的角度不同，也會(huì)導(dǎo)致900cm-1800cm-1范圍內(nèi)峰的相對(duì)強(qiáng)度不同。方解石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石的紅外反射譜圖見圖A.43。圖A.43 方解石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石的紅外反射譜圖A.2.18 文石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石以文石、菱鍶礦為典型的斜方晶系碳酸鹽礦物間的紅外反射譜圖辨析度不佳，相比方解石族礦物而言，文石型的這兩種礦物紅外反

32、射譜圖在700cm-1附近呈現(xiàn)雙峰；與方解石族礦物譜圖類似，900cm-1800cm-1范圍內(nèi)峰的相對(duì)強(qiáng)度由方向性決定；當(dāng)測(cè)試對(duì)象為晶質(zhì)集合體時(shí)，入射光與集合體針狀、放射狀、纖維狀晶體延長(zhǎng)方向間的角度不同，也會(huì)導(dǎo)致900cm-1800cm-1范圍內(nèi)峰的相對(duì)強(qiáng)度不同。文石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石的紅外反射譜圖見圖A.44。圖A.44 文石結(jié)構(gòu)型碳酸鹽質(zhì)寶玉石的紅外反射譜圖A.2.19 硬玉硬玉的紅外反射譜圖見圖A.45。圖A.45 硬玉的紅外反射譜圖翡翠的紅外透射譜圖見圖A.46。圖A.46 翡翠的紅外透射譜圖當(dāng)測(cè)試翡翠的光路中存在與CH3以及CH2有關(guān)的物質(zhì)，如機(jī)器防銹油、大氣中未知有機(jī)揮發(fā)物、人

33、員體脂、無色油、有色油、各色的蠟等時(shí)，譜圖往往會(huì)在2960cm-1、2920cm-1、2850cm-1左右呈現(xiàn)吸收峰。見圖A.47。圖A.47 光路中存在含CH3以及CH2結(jié)構(gòu)物質(zhì)的翡翠的紅外透射譜圖當(dāng)翡翠經(jīng)漂白、充填后，其紅外透射譜圖具4062cm-1、3055cm-1、3035cm-1、2965cm-1、2930cm-1、2872cm-1等跟苯環(huán)及CH2CH3與苯環(huán)結(jié)構(gòu)耦合偏移(即人工樹脂充填物)引發(fā)的一組吸收譜帶，見圖A.48。圖A.48 經(jīng)漂白、充填的翡翠紅外透射譜圖具跟苯環(huán)及CH2CH3與苯環(huán)耦合引發(fā)的一組吸收譜帶當(dāng)充填翡翠中的人工樹脂比例較大，紅外透射譜圖中本應(yīng)常呈現(xiàn)的3055cm

34、-1、3035cm-1、2965cm-1、2930cm-1、2872cm-1等吸收譜帶因全(或強(qiáng))吸收被湮沒而難以識(shí)別，大致位于4060cm-1、4620cm-1、4680cm-1和5980cm-1處的吸收峰提供了經(jīng)漂白、充填的證據(jù)。見圖A.49。圖A.49 采自經(jīng)大量人工樹脂充填的翡翠的紅外透射譜圖A.2.20 綠輝石綠輝石的紅外反射譜圖見圖A.50。圖A.50 綠輝石的紅外反射譜圖綠輝石礦物集合體的紅外透射譜圖見圖A.51，相比以硬玉為主要礦物的翡翠的紅外透射譜圖(見圖A.46)，綠輝石譜圖3500cm-12000cm-1范圍內(nèi)透過率最強(qiáng)峰值頻率較低。圖A.51 綠輝石紅外透射譜圖A.2.

35、21 軟玉軟玉的紅外反射譜圖見圖A.52。圖A.52 軟玉的紅外反射譜圖軟玉的紅外透射譜圖見圖A.53。圖A.53 軟玉的紅外透射譜圖A.2.22 歐泊(玻璃態(tài))歐泊成分為含水的二氧化硅，其反射紅外譜圖表現(xiàn)為以Si-O鍵為典型的特征，即1200cm-1900cm-1范圍內(nèi)呈強(qiáng)反射譜帶。作為非晶態(tài)寶石，跟石英不同，歐泊在1200cm-1900 cm-1范圍內(nèi)和800cm-1左右的譜帶均無分裂。但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的二氧化硅小球出現(xiàn)了規(guī)律性排列，即呈現(xiàn)似晶態(tài)，1200cm-1900 cm-1范圍內(nèi)譜帶常呈肩狀，即1200cm-1900cm-1范圍內(nèi)譜帶呈現(xiàn)由一個(gè)譜帶向分裂為兩個(gè)譜帶過渡的形狀。見圖A.5

36、4。圖A.54 歐泊的紅外反射譜圖歐泊中的分子水在近紅外區(qū)域呈現(xiàn)倍頻和/或合頻譜帶，而在中紅外區(qū)常常全吸收。見圖A.55。圖A.55 歐泊的近紅外透射譜圖A.2.23 石英巖石英巖因顆粒間隙水(及附存礦物羥基水)、晶體包含水(及羥基水)對(duì)紅外光的吸收以及石英顆粒晶面對(duì)紅外光的反射、折射、散射等作用導(dǎo)致進(jìn)入儀器檢測(cè)器的紅外光能量衰減，常(并非必然)導(dǎo)致紅外透射譜圖在3700cm-13000cm-1范圍內(nèi)吸收譜擬合為寬的圓化帶，見圖A.56，而不同于巨晶石英在該區(qū)域可識(shí)別到多個(gè)吸收峰，再參見圖A.34。圖A.56 石英巖的紅外透射譜圖經(jīng)(漂白)充填的石英巖與漂白、充填處理翡翠類似表現(xiàn)出與苯環(huán)及CH

37、2CH3與苯環(huán)結(jié)構(gòu)耦合偏移引發(fā)的一組吸收譜帶，見圖A.57。圖A.57 經(jīng)(漂白)充填的石英巖的紅外透射譜圖A.2.24 玉髓呈隱晶質(zhì)的石英因單位體積內(nèi)的礦物顆粒、顆粒間隙較石英巖更多，晶體顆粒間隙水及微晶界面對(duì)紅外光衰減更加強(qiáng)烈，因此寶石級(jí)玉髓在中紅外區(qū)常(非必然)強(qiáng)吸收，甚至全吸收，而在近紅外區(qū)呈現(xiàn)與歐泊類似的水的合頻和/或倍頻譜帶，見圖A.58。圖A.58 玉髓的紅外透射譜圖A.2.25 石英質(zhì)玉(隱晶質(zhì)-顯晶質(zhì))當(dāng)石英顆粒尺寸介于數(shù)十個(gè)微米至亞毫米時(shí)，即石英呈隱晶質(zhì)-顯晶質(zhì)集合體形態(tài)時(shí)，單位厚度礦物顆粒間隙的數(shù)量、賦存水的濃度均介于隱晶質(zhì)石英與顯晶質(zhì)石英集合體之間，其紅外透射譜圖，即與

38、上述因素相關(guān)的譜帶表現(xiàn)為隱晶質(zhì)石英與顯晶質(zhì)石英集合體譜圖的過渡形式。如某些“黃龍玉”、“南紅”等。見圖A.59。圖A.59 介于隱晶質(zhì)和顯晶質(zhì)之間的石英質(zhì)玉石的紅外透射譜圖A.2.26 蛇紋石半透明蛇紋石玉的紅外反射譜圖見圖A.60。圖A.60 采自半透明蛇紋石的紅外反射譜圖蛇紋石的紅外透射譜圖見圖A.61。圖A.61 蛇紋石的紅外透射譜圖A.2.27 綠松石綠松石的紅外反射譜圖在3600cm-13000cm-1范圍內(nèi)及1700cm-11600cm-1范圍內(nèi)可見與OH及H2O有關(guān)的譜帶，見圖A.62。圖A.62 綠松石的紅外反射譜圖經(jīng)樹脂充填的綠松石紅外反射譜圖，呈現(xiàn)1750cm-11700c

39、m-1范圍內(nèi)和/或1550cm-11450cm-1范圍內(nèi)的譜帶，見圖A.63。若經(jīng)K-K變換，有利于對(duì)相關(guān)譜帶的辨析。圖A.63 采自經(jīng)樹脂充填的綠松石的紅外反射譜圖A.2.28 孔雀石孔雀石紅外反射譜圖在850cm-1800cm-1范圍內(nèi)譜帶的相對(duì)強(qiáng)弱與方向性有關(guān)(入射光與集合體針狀、放射狀、纖維狀晶體延長(zhǎng)方向間的角度不同)，見圖A.64。圖A.64 孔雀石的紅外反射譜圖A.2.29 高嶺石族高嶺石族礦物包括高嶺石及其多型變體地開石、珍珠陶石以及多水高嶺石埃洛石；這幾個(gè)礦物種的紅外譜圖難以區(qū)分。受多層變體堆疊、結(jié)晶度、Al-Si有序結(jié)構(gòu)的影響，3750cm-13600cm-1范圍內(nèi)(與OH有關(guān))的34個(gè)峰相對(duì)強(qiáng)度和發(fā)育情況呈多樣化