山西大同紫玉髓宝石学特征研究
摘 要玉髓是人类历史上最悠久的玉石品种之一。早在新石器时代，就已作为饰品出现。其自然纯净，雅致脱俗，色彩绮丽的品质是引领时尚的风向标。尤其是紫玉髓结构细腻、晶莹剔透，其神秘的紫色更为其增添了一抹神秘的色彩，不仅具有装饰和收藏价值。同时质地上乘的紫玉髓会为珠宝玉石商家带来一定的经济效益因而受到人们的密切关注。在上个世纪九十年代末期，人们在山西省大同市天镇赵家沟的上坡上，发现了大量精美玉石，这种玉石被当地人称为“火石”或“羊肝石”，在之后的进一步探索中被证实为玉髓，而大多数为紫色玉髓。作为一种新发现的珠宝玉石矿物，山西大同紫玉髓从发掘到逐渐进入市场，从混乱无序到渐渐被人们所熟悉，经过了一个相当长的阶段，而且随着近些年来山西大同紫玉髓一步步进入人们视野，市场价值也一路攀升，对于市场，人们迫切需要对这个新发现的紫色玉髓有一个更为全面，更加深入的认识。山西大同紫玉髓，主要矿物成分SiO2,三方晶系，颜色以紫色为主，由浅紫色至深紫色，透明度从不透明到透明，折射率（点测）为1.54，相对密度约2.56~2.65，紫外荧光实验检测结果为惰性，偏光镜下检测结果为全亮，通过比对分析样品红外光谱，拉曼光谱，紫外-可见分光光谱得出该样品为玉髓。紫玉髓主要产地处在美国亚利桑那州、印度尼西亚、巴西以及中国的阜新、大同和台湾。本文采用常规的宝石学研究方法结合红外光谱，拉曼光谱，紫外可见-分光光谱的研究方式对山西大同紫玉髓样品的宝石学特征和宝石矿物学特征进行测试分析。
Key words：Shanxi Datong purple chalcedony；Gemological characteristics；Infrared spectrum；Ultravioletvisible spectroscopy；Raman spectroscopy 目 录
1 引言 1
1.1玉髓概述 1
1.2研究的意义及目的 1
1.3 研究现状 2
1.4主要研究内容 2
2 玉髓概述 3
2.1玉髓的基本性质 3
2.1.1化学成分 3
2.1.2晶系 5
2.1.3结构、构造 5
2.1.4光学性质 5
2.1.5力学性质 6 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2.2 山西大同紫玉髓的形成 6
3 玉髓的宝石学特征 7
3.1 山西大同紫玉髓样品的来源及分类 7
3.2 山西大同紫玉髓样品的宝石学测试 8
3.2.1比重测试 8
3.3.2折射率测试 8
3.3.3荧光测试 9
3.3.4偏光测试 9
3.3.5显微结构观察 9
4 红外光谱实验及数据分析 11
4.1实验原理 11
4.2测试条件 11
4.3测试结果分析 11
5 拉曼光谱实验及数据分析 15
5.1 实验原理 15
5.2 测试条件 15
5.3 测试数据分析 15
6 紫外可见分光光谱实验及数据分析 17
6.1 实验原理 17
6.2 测试条件 17
6.3 测试数据分析 17
结论 19
参考文献 20
致谢 22
1 引言
1.1玉髓概述
作为地壳中最为常见的一种造岩矿物，并且还是珠宝届规模最大的一类宝石，对我们来说，石英早已是耳熟能详。按照结晶程度来分类，我们可以把石英质宝玉石分为单晶质宝石（水晶）、显晶质以及隐晶质玉石。玉髓正是属于隐晶质石英[1]。仔细探索历史长河，我们可以发现，玉髓几乎是拥有最古老历史的宝石品种了，它的影子出现在了每一个伟大的古代文明中。从乌尔文明至拿破仑时代，从佛教文明开始再到新石器时代，玉髓都因为其独特的欣赏，药用以及优秀的品质价值而得以留存和珍藏。玉髓也是一种充满了宗教色彩的符号——古埃及女神伊希斯就在晚年的时候把她的长寿之神定为玉髓。而且在《圣经》里，玉髓作为一种“火之石”，备受英雄人物瞩目。与此同时，耶路撒冷城墙上的12种地基宝石之一，就是玉髓，可见其在宗教中的不可或缺的地位。古罗马人把色泽较深的玉髓来形容男人，与此对应，色泽较浅的玉髓寓意女人。根据史书记载，穆罕默德所使用的玉玺，也是由一枚银环镶边的玉髓制成的。直到当今社会，无论是大乘佛教，藏传佛教还是印度本土的许多宗教，还依然深信着玉髓里潜藏着一股强大的能量场，这种能量能够使修行者更加平静，还可以驱除妖魔鬼怪。
根据该矿物的颜色和其所含不同的矿物，可以将玉髓分为白玉髓、绿玉髓、红玉髓、蓝玉髓、黄玉髓、紫玉髓[1]。近几年来在山西大同天镇赵家沟所发现呈紫色调的玉石品种，当地人亲切地称之为大同玉（紫玉髓），其结构细腻，透明度高，颜色瑰丽。在21世纪的今天，越来越多较高品质的紫玉髓进入我们的视野，它们通常具有艳丽的颜色和较高的透明度，用作一些珠宝饰品的制作，比如：研磨墬子、项链、手链、及胸针等成品。在玉髓众多的种类中，其中冰种玉髓为极品，其中光泽鲜艳的为更加罕见的品种，主要应用于时尚的定制和高档珠宝镶嵌。山西大同所发现的玉髓以紫色为主，也含有极少数颜色鲜亮、质地通透的品种。山西大同紫玉髓作为一种新发现的珠宝玉石品种，为了更好地开发与利用，其详细的宝石学特征有待进一步研究。
1.2研究的意义及目的
我国从古至今沿袭着对玉髓的使用与开发。随着近年来，珠宝市场的逐渐升温，而新发现的山西大同紫玉髓品质优良，质地温润，外观更胜天然紫色翡翠。相对于其它颜色玉石品种而言，紫玉髓的市场经济价值更高，会对珠宝市场的发展起到一定的促进作用。我们通过对山西大同紫玉髓的研究，不仅可以丰富完善珠宝玉石的基础资料，充分且合理的利用这一新开发的矿物资源，同时也为寻找该类矿物新产地提供理论依据，弥补这一领域的空白；再者紫玉髓具有装饰和收藏价值，会为商家，为珠宝市场带来一定的经济效益。
本文主要针对山西大同紫玉髓的宝石学特征和谱学特征进行研究，首先通过对样品密度、荧光、折射率、宏观微观的测试及观察，对山西大同紫玉髓基本宝石学特征、包裹体特征进行研究与分析；然后利用红外光谱对样品进行定性的分析，利用拉曼光谱对样品分子键及结构进行研究，利用紫外可见分光光谱对样品分子结构内部差异做进一步的研究。
1.3 研究现状
迄今为止，关于石英质玉石的研究论文较多，相比而言并未搜索到关于山西大同紫玉髓具有产地特征的研究数据。
1.4主要研究内容
本文收集了产自山西大同的紫玉髓样本6块，通过红外光谱分析、拉曼光谱分析、紫外可见分光光度计分析，并结合常规宝石学测试及肉眼观察结果进行综合的比对分析，通过与紫玉髓数据进行对比得出更具有产地特征的结论。
2 玉髓概述
2.1玉髓的基本性质
2.1.1化学成分
玉髓的化学组成主要是SiO2，可含 Fe、Al、Ca、Mg、Ca、Na、K、Mn、Ni、Cr 等微量元素或其他矿物如云母、绿泥石、粘土矿物、褐铁矿等杂质 [2]。我们可以把不同的颜色和不同的杂质矿物成分，把玉髓划分为不同的品种，如：
白玉髓：一般来说，纯白色的较为少见，颜色多数为灰白色，透明度由透明至半透明。颜色或者透明度的差异可能会出现条带。对于色泽较不均匀的白玉髓，多数会进行染色处理后进行雕刻。（如图2.1、2.2）
Key words：Shanxi Datong purple chalcedony；Gemological characteristics；Infrared spectrum；Ultravioletvisible spectroscopy；Raman spectroscopy 目 录
1 引言 1
1.1玉髓概述 1
1.2研究的意义及目的 1
1.3 研究现状 2
1.4主要研究内容 2
2 玉髓概述 3
2.1玉髓的基本性质 3
2.1.1化学成分 3
2.1.2晶系 5
2.1.3结构、构造 5
2.1.4光学性质 5
2.1.5力学性质 6 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2.2 山西大同紫玉髓的形成 6
3 玉髓的宝石学特征 7
3.1 山西大同紫玉髓样品的来源及分类 7
3.2 山西大同紫玉髓样品的宝石学测试 8
3.2.1比重测试 8
3.3.2折射率测试 8
3.3.3荧光测试 9
3.3.4偏光测试 9
3.3.5显微结构观察 9
4 红外光谱实验及数据分析 11
4.1实验原理 11
4.2测试条件 11
4.3测试结果分析 11
5 拉曼光谱实验及数据分析 15
5.1 实验原理 15
5.2 测试条件 15
5.3 测试数据分析 15
6 紫外可见分光光谱实验及数据分析 17
6.1 实验原理 17
6.2 测试条件 17
6.3 测试数据分析 17
结论 19
参考文献 20
致谢 22
1 引言
1.1玉髓概述
作为地壳中最为常见的一种造岩矿物，并且还是珠宝届规模最大的一类宝石，对我们来说，石英早已是耳熟能详。按照结晶程度来分类，我们可以把石英质宝玉石分为单晶质宝石（水晶）、显晶质以及隐晶质玉石。玉髓正是属于隐晶质石英[1]。仔细探索历史长河，我们可以发现，玉髓几乎是拥有最古老历史的宝石品种了，它的影子出现在了每一个伟大的古代文明中。从乌尔文明至拿破仑时代，从佛教文明开始再到新石器时代，玉髓都因为其独特的欣赏，药用以及优秀的品质价值而得以留存和珍藏。玉髓也是一种充满了宗教色彩的符号——古埃及女神伊希斯就在晚年的时候把她的长寿之神定为玉髓。而且在《圣经》里，玉髓作为一种“火之石”，备受英雄人物瞩目。与此同时，耶路撒冷城墙上的12种地基宝石之一，就是玉髓，可见其在宗教中的不可或缺的地位。古罗马人把色泽较深的玉髓来形容男人，与此对应，色泽较浅的玉髓寓意女人。根据史书记载，穆罕默德所使用的玉玺，也是由一枚银环镶边的玉髓制成的。直到当今社会，无论是大乘佛教，藏传佛教还是印度本土的许多宗教，还依然深信着玉髓里潜藏着一股强大的能量场，这种能量能够使修行者更加平静，还可以驱除妖魔鬼怪。
根据该矿物的颜色和其所含不同的矿物，可以将玉髓分为白玉髓、绿玉髓、红玉髓、蓝玉髓、黄玉髓、紫玉髓[1]。近几年来在山西大同天镇赵家沟所发现呈紫色调的玉石品种，当地人亲切地称之为大同玉（紫玉髓），其结构细腻，透明度高，颜色瑰丽。在21世纪的今天，越来越多较高品质的紫玉髓进入我们的视野，它们通常具有艳丽的颜色和较高的透明度，用作一些珠宝饰品的制作，比如：研磨墬子、项链、手链、及胸针等成品。在玉髓众多的种类中，其中冰种玉髓为极品，其中光泽鲜艳的为更加罕见的品种，主要应用于时尚的定制和高档珠宝镶嵌。山西大同所发现的玉髓以紫色为主，也含有极少数颜色鲜亮、质地通透的品种。山西大同紫玉髓作为一种新发现的珠宝玉石品种，为了更好地开发与利用，其详细的宝石学特征有待进一步研究。
1.2研究的意义及目的
我国从古至今沿袭着对玉髓的使用与开发。随着近年来，珠宝市场的逐渐升温，而新发现的山西大同紫玉髓品质优良，质地温润，外观更胜天然紫色翡翠。相对于其它颜色玉石品种而言，紫玉髓的市场经济价值更高，会对珠宝市场的发展起到一定的促进作用。我们通过对山西大同紫玉髓的研究，不仅可以丰富完善珠宝玉石的基础资料，充分且合理的利用这一新开发的矿物资源，同时也为寻找该类矿物新产地提供理论依据，弥补这一领域的空白；再者紫玉髓具有装饰和收藏价值，会为商家，为珠宝市场带来一定的经济效益。
本文主要针对山西大同紫玉髓的宝石学特征和谱学特征进行研究，首先通过对样品密度、荧光、折射率、宏观微观的测试及观察，对山西大同紫玉髓基本宝石学特征、包裹体特征进行研究与分析；然后利用红外光谱对样品进行定性的分析，利用拉曼光谱对样品分子键及结构进行研究，利用紫外可见分光光谱对样品分子结构内部差异做进一步的研究。
1.3 研究现状
迄今为止，关于石英质玉石的研究论文较多，相比而言并未搜索到关于山西大同紫玉髓具有产地特征的研究数据。
1.4主要研究内容
本文收集了产自山西大同的紫玉髓样本6块，通过红外光谱分析、拉曼光谱分析、紫外可见分光光度计分析，并结合常规宝石学测试及肉眼观察结果进行综合的比对分析，通过与紫玉髓数据进行对比得出更具有产地特征的结论。
2 玉髓概述
2.1玉髓的基本性质
2.1.1化学成分
玉髓的化学组成主要是SiO2，可含 Fe、Al、Ca、Mg、Ca、Na、K、Mn、Ni、Cr 等微量元素或其他矿物如云母、绿泥石、粘土矿物、褐铁矿等杂质 [2]。我们可以把不同的颜色和不同的杂质矿物成分，把玉髓划分为不同的品种，如：
白玉髓：一般来说，纯白色的较为少见，颜色多数为灰白色，透明度由透明至半透明。颜色或者透明度的差异可能会出现条带。对于色泽较不均匀的白玉髓，多数会进行染色处理后进行雕刻。（如图2.1、2.2）
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