DB37-T 4114-2020 珠宝玉石鉴定　红外光谱法

ICS39.060Y88

DB37山 东 省 地 方 标 准DB37/T4114—2020珠宝玉石鉴定红外光谱法Gemtesting—Infraredspectroscopymethod20202020083120201001山东省市场监督管理局发布目次前言 III112范引文件 13语定义 14法理 25器备 36验法 37作骤(傅叶换红光仪例) 38要响素 39果示 4附录A（料附）珠宝石定见外谱图扼说明 5A.1关附录A谱限制说明 5A.2红谱图 5气景光图 5刚石 68绿石 10柱石 11A.2.613A.2.7晶石 15A.2.816帕石 17榄石 18榴石 19A.2.1221A.2.1324帘石 25灰石 25辉石 26解结型酸盐宝石 26石构碳盐质玉石 27A.2.1927A.2.20辉石 30A.2.2131泊玻态) 31英岩 32A.2.2433英玉隐质-显质) 34纹石 35松石 36雀石 37岭族 37蜡石 38A.2.3138骨类 39成方化锆 40成硅石 40A.2.3541参考献 43前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由山东省市场监督管理局提出并组织实施。本标准由山东省黄金珠宝标准化技术委员会归口。珠宝玉石鉴定红外光谱法范围本标准适用于借助中红外至近红外范围光谱对有特征吸收的珠宝玉石进行鉴定。GB/T6040—2019GB/T16552珠宝玉石名称GB/T16553GB/T6040—2019、GB/T16552、GB/T16553界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T6040—2019中的某些术语和定义。3.1溴化钾粉末压片透射法transmissionmethodusingKBrpowder将少量样品粉末与适量溴化钾粉末混合均匀并压结成片，通过透射法采集红外吸收谱图的方法。3.2直接透射法directtransmissionmethod让红外辐射光束穿过原位宝石样品获得透射谱图的方法。3.3反射法specularreflectionmethod用样品表面光的反射(镜面反射)测定反射红外光谱的方法。注：由于与反射率(对应折射率)相关，可能需要修正光谱，进行必要的变换。3.4衰减全反射(ATR)法attenuatedtotalreflectionmethod[GB/T6040—2019，定义3.15]3.5透过率transmittanceT透过样品的红外辐射能与入射的红外辐射能之比。[GB/T6040—2019，定义3.1]3.6反射率reflectanceR样品反射的红外辐射能量与总红外辐射能量之比。3.7吸光度absorbanceA透过率倒数的以10为底的对数。即： ........................................(1)[GB/T6040—2019，定义3.2][GB/T6040—2019，定义3.2]3.8基线baseline在红外吸收光谱上，按一定方式绘制的直线或曲线，用它来表示吸收带不存在时的背景吸收曲线。[GB/T6040—2019，定义3.5]3.9K-K变换Kramers-Kronigtransformation为消除通过反射技术采集到的谱图中光学色散的影响而进行的一种数学校正方法。3.10K-M转换Kubelka-Munktransformation把漫反射法测定的光谱转换成透射吸收光谱的方法。[GB/T6040—2019，定义3.12]3.11ATR校正ATRcorrection使用ATR测定装置时，校正峰强度与波数相关性的功能。[GB/T6040—2019，仪器装置附加功能4.4.12]4方法原理A4000cm-1～400cm-1/7500cm-1{111{100}面发育的样品，或腰部足够厚的抛光样品。(ATRATR30min注：分辨率推荐8cm-1或优于8cm-18ScansScans000cm-1～400cm-12000cm-1～400cm-1或4000cm-1～400cm-1；透射法推荐6000cm-1～2000cm-1或6000cm-1～400cm-1，特殊情况下设置为7500cm-1～400cm-1或仅针对某较小波数段范围进行扫描，如3600cm-1～3400cm-1等。AK-MK-KATRATR注：珠宝玉石以其较强的光泽属性及抛磨光洁的表面形貌，借助各种反射附件采集其反射谱图时，进入到仪器检测器的镜面反射信号占据绝对比例，因此宜采用反射法光谱处理技术对谱图进行变换校正，即K-K变换。ATRATRATRA(RA3595cm-1/9.4限制性说明，应将诸如此类的内容作为结果表示的一部分：“红外光谱法是珠宝玉石鉴定的方法之一，鉴定结论是综合必要的鉴定证据(可能不是红外光谱)得出的。”附录A（资料性附录）珠宝玉石鉴定常见红外光谱图及扼要说明8cm-1B/T6552A.2红外谱图A.2红外谱图A.2.1大气背景单光束图大气背景单光束图(见图A.1)以7500cm-1～6800cm-1、5600cm-1～5100cm-1、4000cm-1～3300cm-13700cm-1～3600cm-12100cm-1～1200cm-11800cm-1～1400cm-1范围内密集的与水蒸汽有关的峰，以及2349cm-1(2360cm-1、2340cm-1)和667cm-1与二氧化碳有关的峰1050cm-1800cm-1CH3有关的2960cm峰以及与—CH2—有关的2920cm、2850cm峰。尽管干扰难以避免，但测试前宜对样品进行清洁。-1-1-1图A.1大气背景单光束红外光谱图金刚石(IIa见图图A.2金刚石本征红外谱图(IIa型)A.3。图A.3表现出Ib型特征的金刚石红外谱图Ib1344cm-1和或1A.3。图A.3表现出Ib型特征的金刚石红外谱图A(IaA1282cm-1图A.4表现出双原子替位氮存在的金刚石红外谱图型），见图A.5。图A.5IaB(1175cm-1型），见图A.5。图A.5IaB(1175cm-1(B02803cm-1峰(IIbA.6B0的A.6图A.6几乎无色的IIb型金刚石红外谱图刚玉无论何种成因的红宝石、蓝宝石(同为刚玉种)，其红外反射谱图差别不明显，见图A.7。无论何种成因的红宝石、蓝宝石(同为刚玉种)，其红外反射谱图差别不明显，见图A.7。图A.7刚玉的红外反射谱较为纯净的刚玉晶体的红外透射谱图见图A.8，这意味着晶体中的杂质元素、包裹体及其他晶体缺陷的量低于红外光谱检测限。图A.8较为纯净的刚玉红外透射谱当刚玉类宝石内部(晶格中或机械混入物中)含有与氢有关的价键结构时，红外谱图将呈现与H/OH图A.9呈现与H/OH—有关吸收的刚玉红外透射谱图图A.9呈现与H/OH—有关吸收的刚玉红外透射谱图3000cm-110图A.10富水的刚玉红外透射谱图金绿宝石反射谱图因结晶学方向不同和/或类质同象替代而存在差异，见图A.11。金绿宝石反射谱图因结晶学方向不同和/或类质同象替代而存在差异，见图A.11。图A.11金绿宝石红外反射谱图绿柱石A.12图A.12绿柱石的红外反射谱图(采自一个晶体的不同方向)见图A.13图A.13绿柱石红外透射谱图960cm-1见图A.13图A.13绿柱石红外透射谱图CH3CH22960cm-1、2920cm-1、2850cm-1左右A.14图A.14光路中存在含—CH3以及—CH2—结构物质的绿柱石的红外透射谱图3030cm—CH3030cm—CH—CH3060cm-1～-13 2 22930cm-12870cm-1A.15图A.15透射红外谱图呈现与苯环耦合的—CH3和—CH2—有关峰表明绿柱石经充填5500cm-1～5000cm-1以5280cm-1A.16图A.16助熔剂法合成绿柱石红外透射谱图碧玺1300cm-1结晶学方向差异均能导致谱图有明显变化，见图A.17。图A.17碧玺的红外反射谱图图A.19经人工树脂充填的碧玺红外透射谱图碧玺的红外透射谱图见图A.18。图A.18碧玺的红外透射谱图经人工树脂充填的碧玺有时会呈现3060cm-1～3030cm-1间吸收带并伴有跟—CH3以及—CH2—有关2870cm-1A.19尖晶石图A.20尖晶石族材料红外反射谱图见图A.21，并对比参见图A.20。图A.21焰熔法合成尖晶石的红外反射谱图见图A.21，并对比参见图A.20。图A.21焰熔法合成尖晶石的红外反射谱图3000cm-1～1500cm-1A.22。图A.22尖晶石的红外透射谱图锆石图A.23晶质锆石的红外反射谱图图A.23晶质锆石的红外反射谱图低型锆石反射谱图在1100cm-1～900cm-1A.24图A.24低型锆石的红外反射谱图托帕石托帕石红外反射谱图在980cm托帕石红外反射谱图在980cm-1～880cm-1间是否分裂以及600cm-1以下的差异归因于方向性与类质1164cm-1A.25图A.25托帕石的红外反射谱图26图A.26托帕石的红外透射谱图橄榄石图A.27橄榄石的红外反射谱图橄榄石作为典型的“无水”矿物谱图相对平滑，见图A.28。图A.28橄榄石的红外透射谱图石榴石图A.29石榴石的红外反射谱图图A.29石榴石的红外反射谱图铝质系列特别是铁铝石榴石的红外透射谱图较为典型，见图A.30。图A.30铁铝榴石的红外透射谱图3700cm-1～3500cm-1/OH-A.31图A.31钙铝榴石和翠榴石(钙铁榴石)的红外透射谱图石英1000cm-11200cm-1～900cm-1800cm-1、780cm-145注：本标准中的“石英”专指“α—石英(低温石英)”；如A.1.4所述，无定语的“石英”无（天然/或人工）成因指向。图A.32入射光与C轴夹角约45°时石英的红外反射光谱图图A.32入射光与C轴夹角约45°时石英的红外反射光谱图石英815cm-1～775cm-1800cm-1A.33图A.33入射线与C轴大致平行时的石英红外反射谱图3595cm-1和或3484cm-1注：某些情况下应设置更优的分辨率，采用更严谨的采样方法以利于除去大气干扰。图A.34合成无色水晶红外透射谱图常(但非必然)呈现3585cm-1吸收峰，见图A.35。注：合成无色水晶红外透射谱图常(但非必然)呈现3585cm-1吸收峰，见图A.35。注：某些情况下应设置更优的分辨率，采用更严谨的采样方法以利于除去大气干扰。图A.35采自合成无色水晶的红外透射谱图3595cm-13585cm-13484cm-1A.36注：某些情况下应设置更优的分辨率，采用更严谨的采样方法以利于除去大气干扰。图A.36采自合成烟晶的红外透射谱图图A.37采自天然紫晶的红外透射谱图图A.37采自天然紫晶的红外透射谱图合成紫晶红外透射谱图常(但非必然)呈3585cm-1吸收峰的同时也呈明显的3545cm-1A.38图A.38采自合成紫晶的红外透射谱图长石向性、类质同像替代甚至Al-Si有序度影响显著。见图A.39。图A.39长石族矿物大致的红外反射谱图黝帘石3150cm-1OH—有A.40图A.40黝帘石的红外反射谱图A.2.15磷灰石A.2.15磷灰石磷灰石的红外反射谱图，见图A.41。图A.41磷灰石的红外反射谱图透辉石透辉石红外反射谱图因类质同象替代和结晶学方向不同而有差异，见图A.42。图A.42透辉石的红外反射谱图MgCaFeMnZnCoCdBa900cm-1～800cm-1范围内的中等强锐峰和800cm-1～700cm-1范围900cm-1～800cm-1900800cm-1A.43图A.43方解石结构型碳酸盐质宝玉石的红外反射谱图700cm-1附近呈现双峰；与方解石族矿物谱图类似，900800cm-1900cm-1～800cm-1A.44图A.44文石结构型碳酸盐质宝玉石的红外反射谱图图A.44文石结构型碳酸盐质宝玉石的红外反射谱图A.2.19硬玉硬玉的红外反射谱图见图A.45。图A.45硬玉的红外反射谱图翡翠的红外透射谱图见图A.46。图A.46翡翠的红外透射谱图图A.47光路中存在含—CH3以及—CH2—结构物质的翡翠的红外透射谱图—CH3CH22960cm-1、2920cm-1图A.47光路中存在含—CH3以及—CH2—结构物质的翡翠的红外透射谱图4062cm-13055cm-13035cm-12965cm-12930cm-1、2 2872cm-12 图A.48经漂白、充填的翡翠红外透射谱图具跟苯环及—CH2—CH3与苯环耦合引发的一组吸收谱带30553055cm-13035cm-12965cm-1、2930cm-12872cm-14060cm-14620cm-14680cm-1和5980cm-1A.49图A.49采自经大量人工树脂充填的翡翠的红外透射谱图绿辉石绿辉石的红外反射谱图见图A.50。图A.50绿辉石的红外反射谱图图A.51绿辉石红外透射谱图A.51A.463500cm-1～2图A.51绿辉石红外透射谱图软玉软玉的红外反射谱图见图A.52。图A.52软玉的红外反射谱图软玉的红外透射谱图见图A.53。图A.53软玉的红外透射谱图A.2.22欧泊(玻璃态)图A.53软玉的红外透射谱图A.2.22欧泊(玻璃态)Si-O1200cm-1～900cm-11200cm-1～900cm-1800cm-1左右，1200cm-1～900cm-11200cm-1～900cm-1A.54图A.54欧泊的红外反射谱图欧泊中的分子水在近红外区域呈现倍频和/或合频谱带，而在中红外区常常全吸收。见图A.55。图A.55欧泊的近红外透射谱图A.2.23石英岩3700cm-1～3000cm-1A.34图A.56石英岩的红外透射谱图经(漂白)充填的石英岩与漂白、充填处理翡翠类似表现出与苯环及—CH2—CH3与苯环结构耦合偏移引发的一组吸收谱带，见图A.57。图A.57经(漂白)充填的石英岩的红外透射谱图A.2.24玉髓/A.58图A.58玉髓的红外透射谱图红”等。见图A.59。图A.59介于隐晶质和显晶质之间的石英质玉石的红外透射谱图红”等。见图A.59。图A.59介于隐晶质和显晶质之间的石英质玉石的红外透射谱图图A.61蛇纹石的红外透射谱图蛇纹石半透明蛇纹石玉的红外反射谱图见图A.60。图A.60采自半透明蛇纹石的红外反射谱图蛇纹石的红外透射谱图见图A.61。绿松石绿松石的红外反射谱图在3600cm-1～3000cm-1范围内及1700cm-1～1600cm-1范围内可见与OH—及H2OA.62。图A.62绿松石的红外反射谱图围内的谱带，见图A.63。若经K-K变换，有利于对相关谱带的辨析。图A.63采自经树脂充填的绿松石的红外反射谱图1750cm-1～1700cm-1/或1550cm-1围内的谱带，见图A.63。若经K-K变换，有利于对相关谱带的辨析。图A.63采自经树脂充填的绿松石的红外反射谱图孔雀石孔雀石红外反射谱图在850cm-1～800cm-1范围内谱带的相对强弱与方向性有关(入射光与集合体针状、放射状、纤维状晶体延长方向间的角度不同)，见图A.64。图A.64孔雀石的红外反射谱图A.2.29高岭石族A.2.29高岭石族Al-Si375