DB37-T 4114-2020 珠寶玉石鑒定　紅外光譜法

ICS39.060Y88

DB37山 東 省 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB37/T4114—2020珠寶玉石鑒定紅外光譜法Gemtesting—Infraredspectroscopymethod20202020083120201001山東省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布目次前言 III112范引文件 13語(yǔ)定義 14法理 25器備 36驗(yàn)法 37作驟(傅葉換紅光儀例) 38要響素 39果示 4附錄A（料附）珠寶石定見外譜圖扼說(shuō)明 5A.1關(guān)附錄A譜限制說(shuō)明 5A.2紅譜圖 5氣景光圖 5剛石 68綠石 10柱石 11A.2.613A.2.7晶石 15A.2.816帕石 17欖石 18榴石 19A.2.1221A.2.1324簾石 25灰石 25輝石 26解結(jié)型酸鹽寶石 26石構(gòu)碳鹽質(zhì)玉石 27A.2.1927A.2.20輝石 30A.2.2131泊玻態(tài)) 31英巖 32A.2.2433英玉隱質(zhì)-顯質(zhì)) 34紋石 35松石 36雀石 37嶺族 37蠟石 38A.2.3138骨類 39成方化鋯 40成硅石 40A.2.3541參考獻(xiàn) 43前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009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。珠寶玉石鑒定紅外光譜法范圍本標(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。GB/T6040—2019GB/T16552珠寶玉石名稱GB/T16553GB/T6040—2019、GB/T16552、GB/T16553界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復(fù)列出了GB/T6040—2019中的某些術(shù)語(yǔ)和定義。3.1溴化鉀粉末壓片透射法transmissionmethodusingKBrpowder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(guò)透射法采集紅外吸收譜圖的方法。3.2直接透射法directtransmissionmethod讓紅外輻射光束穿過(guò)原位寶石樣品獲得透射譜圖的方法。3.3反射法specularreflectionmethod用樣品表面光的反射(鏡面反射)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attenuatedtotalreflectionmethod[GB/T6040—2019，定義3.15]3.5透過(guò)率transmittanceT透過(guò)樣品的紅外輻射能與入射的紅外輻射能之比。[GB/T6040—2019，定義3.1]3.6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(guò)率倒數(shù)的以10為底的對(duì)數(shù)。即： ........................................(1)[GB/T6040—2019，定義3.2][GB/T6040—2019，定義3.2]3.8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(lái)表示吸收帶不存在時(shí)的背景吸收曲線。[GB/T6040—2019，定義3.5]3.9K-K變換Kramers-Kronigtransformation為消除通過(guò)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-Munktransformation把漫反射法測(cè)定的光譜轉(zhuǎn)換成透射吸收光譜的方法。[GB/T6040—2019，定義3.12]3.11ATR校正ATRcorrection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/T6040—2019，儀器裝置附加功能4.4.12]4方法原理A4000cm-1～400cm-1/7500cm-1{111{100}面發(fā)育的樣品，或腰部足夠厚的拋光樣品。(ATRATR30min注：分辨率推薦8cm-1或優(yōu)于8cm-18ScansScans000cm-1～400cm-12000cm-1～400cm-1或4000cm-1～400cm-1；透射法推薦6000cm-1～2000cm-1或6000cm-1～400cm-1，特殊情況下設(shè)置為7500cm-1～400cm-1或僅針對(duì)某較小波數(shù)段范圍進(jìn)行掃描，如3600cm-1～3400cm-1等。AK-MK-KATRATR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。ATRATRATRA(RA3595cm-1/9.4限制性說(shuō)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?！备戒汚（資料性附錄）珠寶玉石鑒定常見紅外光譜圖及扼要說(shuō)明8cm-1B/T6552A.2紅外譜圖A.2紅外譜圖A.2.1大氣背景單光束圖大氣背景單光束圖(見圖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1050cm-1800cm-1CH3有關(guān)的2960cm峰以及與—CH2—有關(guān)的2920cm、2850cm峰。盡管干擾難以避免，但測(cè)試前宜對(duì)樣品進(jìn)行清潔。-1-1-1圖A.1大氣背景單光束紅外光譜圖金剛石(IIa見圖圖A.2金剛石本征紅外譜圖(IIa型)A.3。圖A.3表現(xiàn)出Ib型特征的金剛石紅外譜圖Ib1344cm-1和或1A.3。圖A.3表現(xiàn)出Ib型特征的金剛石紅外譜圖A(IaA1282cm-1圖A.4表現(xiàn)出雙原子替位氮存在的金剛石紅外譜圖型），見圖A.5。圖A.5IaB(1175cm-1型），見圖A.5。圖A.5IaB(1175cm-1(B02803cm-1峰(IIbA.6B0的A.6圖A.6幾乎無(wú)色的IIb型金剛石紅外譜圖剛玉無(wú)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。無(wú)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圖A.9呈現(xiàn)與H/OH—有關(guān)吸收的剛玉紅外透射譜圖圖A.9呈現(xiàn)與H/OH—有關(guān)吸收的剛玉紅外透射譜圖3000cm-110圖A.10富水的剛玉紅外透射譜圖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。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綠柱石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)見圖A.13圖A.13綠柱石紅外透射譜圖960cm-1見圖A.13圖A.13綠柱石紅外透射譜圖CH3CH22960cm-1、2920cm-1、2850cm-1左右A.14圖A.14光路中存在含—CH3以及—CH2—結(jié)構(gòu)物質(zhì)的綠柱石的紅外透射譜圖3030cm—CH3030cm—CH—CH3060cm-1～-13 2 22930cm-12870cm-1A.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5500cm-1～5000cm-1以5280cm-1A.16圖A.16助熔劑法合成綠柱石紅外透射譜圖碧璽1300cm-1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圖A.19經(jīng)人工樹脂充填的碧璽紅外透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-1～3030cm-1間吸收帶并伴有跟—CH3以及—CH2—有關(guān)2870cm-1A.19尖晶石圖A.20尖晶石族材料紅外反射譜圖見圖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3000cm-1～1500cm-1A.22。圖A.22尖晶石的紅外透射譜圖鋯石圖A.23晶質(zhì)鋯石的紅外反射譜圖圖A.23晶質(zhì)鋯石的紅外反射譜圖低型鋯石反射譜圖在1100cm-1～900cm-1A.24圖A.24低型鋯石的紅外反射譜圖托帕石托帕石紅外反射譜圖在980cm托帕石紅外反射譜圖在980cm-1～880cm-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)1164cm-1A.25圖A.25托帕石的紅外反射譜圖26圖A.26托帕石的紅外透射譜圖橄欖石圖A.27橄欖石的紅外反射譜圖橄欖石作為典型的“無(wú)水”礦物譜圖相對(duì)平滑，見圖A.28。圖A.28橄欖石的紅外透射譜圖石榴石圖A.29石榴石的紅外反射譜圖圖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3700cm-1～3500cm-1/OH-A.31圖A.31鈣鋁榴石和翠榴石(鈣鐵榴石)的紅外透射譜圖石英1000cm-11200cm-1～900cm-1800cm-1、780cm-145注：本標(biāo)準(zhǔn)中的“石英”專指“α—石英(低溫石英)”；如A.1.4所述，無(wú)定語(yǔ)的“石英”無(wú)（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815cm-1～775cm-1800cm-1A.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3595cm-1和或3484cm-1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合成無(wú)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：合成無(wú)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(wú)色水晶的紅外透射譜圖3595cm-13585cm-13484cm-1A.36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.36采自合成煙晶的紅外透射譜圖圖A.37采自天然紫晶的紅外透射譜圖圖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3545cm-1A.38圖A.38采自合成紫晶的紅外透射譜圖長(zhǎng)石向性、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黝簾石3150cm-1OH—有A.40圖A.40黝簾石的紅外反射譜圖A.2.15磷灰石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MgCaFeMnZnCoCdBa900cm-1～800cm-1范圍內(nèi)的中等強(qiáng)銳峰和800cm-1～700cm-1范圍900cm-1～800cm-1900800cm-1A.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700cm-1附近呈現(xiàn)雙峰；與方解石族礦物譜圖類似，900800cm-1900cm-1～800cm-1A.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—CH3CH22960cm-1、2920cm-1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4062cm-13055cm-13035cm-12965cm-12930cm-1、2 2872cm-12 圖A.48經(jīng)漂白、充填的翡翠紅外透射譜圖具跟苯環(huán)及—CH2—CH3與苯環(huán)耦合引發(fā)的一組吸收譜帶30553055cm-13035cm-12965cm-1、2930cm-12872cm-14060cm-14620cm-14680cm-1和5980cm-1A.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圖A.51綠輝石紅外透射譜圖A.51A.463500cm-1～2圖A.51綠輝石紅外透射譜圖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))圖A.53軟玉的紅外透射譜圖A.2.22歐泊(玻璃態(tài))Si-O1200cm-1～900cm-11200cm-1～900cm-1800cm-1左右，1200cm-1～900cm-11200cm-1～900cm-1A.54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3700cm-1～3000cm-1A.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—CH2—CH3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/A.58圖A.58玉髓的紅外透射譜圖紅”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圖A.61蛇紋石的紅外透射譜圖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。綠松石綠松石的紅外反射譜圖在3600cm-1～3000cm-1范圍內(nèi)及1700cm-1～1600cm-1范圍內(nèi)可見與OH—及H2OA.62。圖A.62綠松石的紅外反射譜圖圍內(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1750cm-1～1700cm-1/或1550cm-1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孔雀石孔雀石紅外反射譜圖在850cm-1～800cm-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A.2.29高嶺石族Al-Si375