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翡翠是中国玉文化极其重要的一份子,也是享誉国内外的著名玉石。翡翠高昂的价格限制了用于研究的样品范围,而且翡翠在珠宝市场上是一种重要的玉石,目前面临着鉴定和分级的难题。因此,探索各种无损分析技术在翡翠中的应用,建立和丰富相关的数据库,具有非常重要的意义。
利用便携式能量色散型X射线荧光(portable energy-dispersive X-ray fluorescence,PXRF)、外束质子激发X射线(external beam proton induced X-ray emission,PIXE)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和激光拉曼光谱(laser Raman spectroscopy,LRS)对翡翠样品进行了成分、结构和矿物组成分析。结果表明,样品组成较为单一,主要由较纯的硬玉组成,次要元素含量较低,测试的21块样品中有2块样品含有少量绿辉石,1块样品主要组成矿物为绿辉石。利用LRS测试样品的裂隙处,发现6块样品中含有白蜡,1块样品中含有环氧树脂。无损分析技术在翡翠中的应用拓展了翡翠样品的研究范围,为翡翠的进一步研究、鉴定利分级提供了技术支持。
本文讨论了样品的尺寸和表面状况对PXRF分析结果的影响。样品尺寸和表而不平等因素均低估特征X射线的强度,从而使元素含量偏低。工作曲线截距较大是造成归一化方法不适用的主要原因,并提出了利用拟合的经验方程校正实验结果的方法。本文还讨论了块体样品的均匀程度、形状、样品表面偏离测试平面等情况对XRD测试结果造成的影响。上述讨论为PXRF技术和XRD技术应用于各种形状和表面状况的玉石样品奠定了基础。
利用三种激发波长(488,632,785 nm)的激光拉曼光谱技术对翡翠样品的矿物和人工添加物进行了鉴定,并提出了测试样品中有机添加物的方法和实验条件。
在长波长光(785 nm和632.8 nm)激发下,部分翡翠样品的Raman光谱产生特征性的荧光背景。785 nm光激发下的荧光背景仅在绿色和白色翡翠中出现,且产生的荧光背景峰值和Cr含量呈正相关,这说明785 nm激发下的荧光背景可能是由Cr元素引起。这可能对绿色翡翠的致色机理研究和染绿色翡翠的鉴别均有重要的意义。