ICS 39.060 Y 88 DB37 山东省地方标准 DB37/T 4114 2020 珠宝玉石 鉴定 红 外光谱法 Gem testing Infrared spectroscopy method 2020-08-31 发布 2020-10-01 实施 山 东 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB37/T 4114 2020 I 目 次 前言.III 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义.1 4 方 法原 理.2 5 仪 器设 备.3 6 试 验方 法.3 7 操 作步 骤(以 傅里 叶变 换红外 光谱 仪为 例).3 8 主 要影 响因 素.3 9 结 果表 示.4 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.5 A.1 关于 附录A 中 谱图 的 限制性 说明.5 A.2 红外 谱图.5 A.2.1 大 气背 景单 光束 图.5 A.2.2 金 刚石.6 A.2.3 刚玉.8 A.2.4 金 绿宝 石.10 A.2.5 绿 柱石.11 A.2.6 碧玺.13 A.2.7 尖 晶石.15 A.2.8 锆石.16 A.2.9 托 帕石.17 A.2.10 橄 榄石.18 A.2.11 石 榴石.19 A.2.12 石英.21 A.2.13 长石.24 A.2.14 黝 帘石.25 A.2.15 磷 灰石.25 A.2.16 透 辉石.26 A.2.17 方 解石 结构 型碳 酸盐质 宝玉 石.26 A.2.18 文 石结 构型 碳酸 盐质宝 玉石.27 A.2.19 硬玉.27 A.2.20 绿 辉石.30 A.2.21 软玉.31 A.2.22 欧泊(玻璃 态).31 DB37/T 4114 2020 II A.2.23 石 英岩.32 A.2.24 玉髓.33 A.2.25 石 英质 玉(隐晶 质-显晶 质).34 A.2.26 蛇 纹石.35 A.2.27 绿 松石.36 A.2.28 孔 雀石.37 A.2.29 高 岭石 族.37 A.2.30 叶 蜡石.38 A.2.31 琥珀.38 A.2.32 牙 骨类.39 A.2.33 合 成立 方氧 化锆.40 A.2.34 合 成碳 硅石.40 A.2.35 玻璃.41 参考文 献.43 DB37/T 4114 2020 III 前 言 本标准 按照GB/T 1.1 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。本标准 起草 单位：国家 黄 金钻石 制品 质量 监督 检验 中心、广 东省 金银 珠宝 检 测中心 有限 公司、山西省分析 科学 研究 院、青 岛 市黄金 珠宝 饰品 监督 检验 站、南京 宝光 检测 技术 有 限公司、深圳 市飞 博尔 珠 宝科技有 限公 司、北京 尼高 力天光 科贸 有限 公司、布 鲁克(北京)科技 有限 公司。本标准 主要 起草 人：李 建 军、陈珊、闫中 健、曲直、张向军、李健、张丛 森、杨云、徐 思海、王岳、山广祺、李 婷、李澄、杨 健、陈 侃、高扬。DB37/T 4114 2020 1 珠 宝玉石 鉴定 红 外光谱 法 1 范围 本标准 规定 了使 用红 外光 谱法鉴 定珠 宝玉 石的 术语 和定义、方 法原 理、仪器 设备、试验 方法、操 作步骤、主要 影响 因素 及结 果表示。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。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日期的 引用 文件，仅 所注 日期的 版本 适用 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 单）适用 于本 文件。GB/T 6040 2019 红外 光 谱分析 方法 通则 GB/T 16552 珠 宝玉 石 名称 GB/T 16553 珠 宝玉 石 鉴定 3 术语和 定义 GB/T 6040 2019、GB/T 16552、GB/T 16553 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/T 6040 2019 中 的某 些术 语和定 义。3.1 溴化钾 粉末 压片 透射 法 transmission method using KBr powder 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 direct transmission method 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 specular reflection method 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 attenuated total reflection method 用于高 吸收 样品 或样 品表 面的测 定方 法，红外 光以 大 于临界 角的 角度 入射 到紧 贴在样 品表 面的 高折射指数 晶体 时，由于 样品 折光指 数低 于晶 体，发生 全反射，红 外光 只进 入样 品极浅 的表 层，只有 某 些 频率被吸 收，测量 这一 被衰 减了的 辐射 即得 到样 品的 衰减全 反射 光谱。DB37/T 4114 2020 2 GB/T 6040 2019，定义3.15 3.5 透过率 transmittance T 透过样 品的 红外 辐射 能与 入射的 红外 辐射 能之 比。GB/T 6040 2019，定义3.1 3.6 反射率 reflectance R 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 absorbance A 透过率 倒数 的以10为 底的 对数。即：.(1)GB/T 6040 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/T 6040 2019，定义3.5 3.9 K-K变换 Kramers-Kronig transformation 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。3.10 K-M转换 Kubelka-Munk transformation 把漫反 射法 测定 的光 谱转 换成透 射吸 收光 谱的 方法。GB/T 6040 2019，定义3.12 3.11 ATR校正 ATR correction 使用ATR 测 定装 置时，校 正 峰强度 与波 数相 关性 的功 能。GB/T 6040 2019，仪器 装置 附加 功能4.4.12 4 方法原 理 DB37/T 4114 2020 3 宝石在 红外 光的 照射 下，引起晶 格(分子)、络阴 离 子团和 配位 基的 振动 能级 发生跃 迁，并 引发 相应的红外 光能 量衰 减而 产生 的光谱 为红 外光 谱。对 红 外光谱 进行 匹配、分析，可为珠 宝玉 石鉴 定提 供一 定的证据(参 见附 录A)。5 仪器设 备 红外光 谱仪，波 数测 试范 围4 000 cm-1400 cm-1，可 配红外 显微 镜和/或 透、反 射附件。测 试范 围，依照不 同的 仪器，在 高波 数端可 有一 定的 拓展，如 有的中 红外 光谱 仪可 拓展 至近红 外区 的7 500 cm-1。6 试验方 法 6.1 粉末法：适 用于 可刮 取微 量粉末 的样 品。6.2 直接透 射法：适 用于 具有 至 少一 组平 行面 或具 有切 面平行 的弧 面的 样品。如 八面体111 或 立方 体100 面发 育的 样品，或 腰 部足够 厚的 抛光 样品。6.3 表面反 射法：适 用于 表面 未覆有 异相 材料 的宝 石。6.4 内部全 反射 法：适用 于切 磨比例 满足 内部 全反 射、或底面 具有 非红 外活 性衬 底的样 品。如标 准圆钻型切 工的 抛光 样品、带 有金属 衬底 镶嵌 的稍 薄玉 石等。6.5 衰减全 反射(ATR)法：只 适 用于存 在能 够 与 ATR 附件 高折射 率晶 体平 面实 现良 好面接 触的 样品(包括粉末 样品)。6.6 显微红 外光 谱法：适 用于 红外光 路径 狭小 的样 品，可采用 显微 直接 透射 法或 显微内 反射 法或 表面反射法。样 品规 格应 符合 仪器要 求。7 操作步 骤(以傅 里叶 变换 红 外光谱 仪为 例)7.1 开机，建议 预 热30 min。7.2 选择设 置测 试条 件，包括 分辨率、扫 描计 数、扫描 波数范 围等。注：分辨率推荐8 cm-1或优于8 cm-1、扫描计数推荐不小于8Scans，必要时，可设置为上百甚至数千Scans、扫描范围一般情况下推荐6 000 cm-1400 cm-1。若针对不同采样方式进行 有针对性的设置，反射法推荐2 000 cm-1400 cm-1或4 000 cm-1400 cm-1；透 射 法推 荐6 000 cm-12 000 cm-1或6 000 cm-1400 cm-1，特殊情况下设置为7 500 cm-1400 cm-1或仅针对某较小波数段 范围进行扫描，如3 600 cm-13 400 cm-1等。7.3 背景扫 描(若对 大气 干扰 扣 除要求 较高 时，可采 取先 测样品 后立 刻扣 除背 景的 扫描方 式)。7.4 测试样 品。为获 得尽 可能 多的证 据信 息，宜采 用不 同操作 方法 从不 同方 向采 集谱图。7.5 参照附 录A 与已 知宝 石材 料的红 外光 谱进 行比 较分 析。7.6 需要时，对 原始 谱图 进行 必要的 处理，如：对 反射 谱图进 行 K-M 转 换以 获得 吸收光 谱，对反 射法光谱进 行K-K 变 换有 利于 与溴化 钾粉 末压 片透 射法 谱图进 行 比 对，对衰 减全 反射(ATR)法获 得的 谱图 进行 ATR 校正，当 谱图 基线 不水平 时进 行适 当的 校正。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。8 主要影 响因 素 8.1 粉末法 测试 时主 要影 响因 素：样 品量 的多 少、样品 粉末粒 度、压片 样品 透光 性等。需注 意晶 体的类质同 象替 代可 引起 特征 峰的漂 移，特别 是某 些无 机盐材 料易 与溴 化钾 介质 发生离 子交 换。DB37/T 4114 2020 4 8.2 无损测 试时 主要 影响 因素：晶体 的方 向性、样 品对 红外光 的透 明度；反 射谱 图受色 散影 响引 起谱图畸变。其 中不 同结 晶方 向可呈 现差 异红 外光 谱的 晶体宝 石，多方 向晶 体共 存样品(晶 质集 合体)谱图因拟合 效应 存在 畸变；矿 物颗粒 的大 小影 响谱 图某 些谱带 的拟 合程 度。直接 透射谱 图对 透射 光能 量 的 衰减受复 杂因 素影 响。无 论 如何，穿 过样 品的 光程 总 会是影 响绝 对吸 光度 的重 要因素，所有 珠宝 玉石 都 应考虑超 大光 程引 发的 谱图 中湮没 特征 吸收 峰的 可能 性。无 机宝 石的 大抛 光平 面 理论上 符合 衰减 全反 射法的测试 要求，但样 品平 面 与ATR 附件 高折 射率 晶体 面难以 实现 紧密 贴合，因 此测试 效果 不佳；具有 可 逆塑变性(弹性)的 有机 宝石，易借 助一 定压 力与ATR 附件高 折射 率晶 体表 面形 成紧密 贴合，可 获得 信 噪 比较好的 谱图，但 需注 意过 大的压 力可 能挤 碎被 测样 品和/或 ATR 附 件上 的高 折 射率晶 体。8.3 无论何 种采 谱方 式，与主 体宝玉 石成 分不 同的 物质，如包 裹体、浸 入物、表 面覆层 等，均可 能对谱图信 号造 成影 响。8.4 不同型 号的 仪器 在相 同测 试条件 下对 同一 谱带 的呈 现或略 有差 异，可表 现为 峰位、峰强 甚至 是峰形的细 微差 别。9 结果表 示 9.1 呈现谱 图：横 坐标 应包 含 坐标轴 标尺 与单 位，纵 坐 标应包 含谱 图呈 现模 式 吸光 度(A)、透射 率(T)或 反射 率(R)；其 中透 过率和 反射 率的 单位 一般 为“%”。参见 附录A。9.2 信息描 述：应描 述关 键吸 收峰的 位置，如：具3 595 cm-1红外 吸收 峰/带(本 标准 也简称 为“吸收 峰”或“吸 收带”或“峰”或“带”)等。9.3 必要的 测试 信息，包 括但 不限于：a)测定日 期；b)测试者 姓名；c)样品名；d)数据编 号；e)样品编 号；f)操作方 法；g)测试条 件；h)数据处 理条 件；i)参比样 品/谱图；j)仪器名 称及 型号。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。”DB37/T 4114 2020 5 A A 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 A.1 关于附 录A 中谱 图的 限制 性 说明 A.1.1 红外光 谱谱 图(本文 件也 简 称为“谱图”)采集 时设 定 的分辨 率为8 cm-1。A.1.2 采集谱 图的 结果 与纵 坐标 标注相 关，如：%透过 率表 示谱图 采集 时光 路透 过样 品，无论 采样 方式是直接 透射法 还是 内部反 射法；%反射 率表示 光路 经 过样品 时在样 品表 面(含 极 浅表层)发生 反射，而获得的带 有样 品信 息的 谱图。A.1.3 受实际 样品 状态 的影 响，所有谱 图的 纵坐 标数 值仅 具有参 考意 义。A.1.4 如无特 殊说明，本文 件宝 石名称 仅指示 其材 料属性，无成 因倾向。如：金刚 石，代 表碳原 子组成的等 轴晶系 晶体 材料，可能是 天然形 成的，也可 能是人 工制造 的。“自然”“人为”以及 标准GB/T 16552中 规定 的带 有成 因倾 向 的术语，如 天然、人 工、合成等，其 语境 界定 了过 程是否 有人 的干 预。A.1.5 除特别 指明 的样 品外，绝 大多数 谱图 采自 珠宝 玉石 领域常 见规 格样 品，而未 对样品 进行 破损。A.1.6 本标准 提供的 谱图是 参考 性的，不一定 是决 定性的。标准 中涉及 的宝 石名称 仅说明 本标准 起草方使用 该类 样品 获得 了标 准件给 出的 谱图，但 有些 谱图并 非指 向某 唯一 类别 的宝石。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7 500 cm-16 800 cm-1、5 600 cm-15 100 cm-1、4 000 cm-13 300 cm-1(常以3 700 cm-13 600 cm-1为 强谱 带)、2 100 cm-11 200 cm-1(常以1 800 cm-11 400 cm-1间为 强谱 带)范围内密集 的与水蒸汽有关的峰，以 及2 349 cm-1(2 360 cm-1、2 340 cm-1)和667 cm-1与二氧化碳 有关的峰为特征，因 此宝 石红 外谱 图一般 无需 对这 些谱 带进 行解析。受 尘埃(主 要是 无 定形二 氧化 硅)污染 影响，谱图常 在1 050 cm-1、800 cm-1处呈 现宽 带。受 有机 物(如机器 防锈 油、大 气中 未 知有机 挥发 物、人 员体 脂等)污 染 的干 扰，谱 图 常呈现 与 CH3 有关的2 960 cm-1峰以及与 CH2 有关的2 920 cm-1、2 850 cm-1峰。尽管干 扰难 以避 免，但测 试前宜 对样 品进 行清 洁。图A.1 大气背 景单 光束 红外 光谱 图 DB37/T 4114 2020 6 A.2.2 金刚石 金刚石 晶体 本征(IIa 型)谱 图（见图A.2）表 明晶 体中 不含氮，或氮 原子 的存 在 形式在 红外 光谱 中无表征。图A.2 金刚石 本征 红外 谱图(IIa 型)金刚石 中的 氮元 素以 单原 子替位 氮形 式存 在(Ib 型)时，以1 344 cm-1和/或1 131 cm-1峰为 特征，见 图A.3。图A.3 表现 出Ib 型特 征的 金刚 石 红外谱 图 DB37/T 4114 2020 7 当金刚 石中 的氮 元素 以相 邻双原 子替 位(A 心)形式 存 在(IaA 型)时，谱图 以1 282 cm-1峰 为特 征，见图A.4。图A.4 表现出 双原 子替 位氮 存在 的金刚 石红 外谱 图 当金刚 石中 的氮 元素以 多 原子聚 集形 态(B 类聚集 态 氮，B 心)存 在时，谱图 可 呈现1 175 cm-1峰（IaB型），见图A.5。图A.5 表现 出IaB 特征(1 175 cm-1峰)的 金刚 石红 外谱 图 DB37/T 4114 2020 8 当金刚 石含 有不 带电 荷的 硼原子(B0)时，常具 有2 803 cm-1峰(IIb 型)，见 图A.6。该峰 的强 弱与B0的浓度有 正相 关性，也 与金 刚石的 蓝色 饱和 度有 正相 关性。图A.6 谱 图对 应的 样 品几乎 无色。图A.6 几乎无 色 的IIb 型金 刚石 红外谱 图 A.2.3 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。图A.7 刚玉的 红外 反射 谱 DB37/T 4114 2020 9 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 有关 的吸 收，见图A.9。图A.9 呈现 与H/OH 有关 吸收 的 刚玉红 外透 射谱 图 DB37/T 4114 2020 10 当刚玉 中富 含(分子/羟基)水时，如 水热 法合 成品、富 次生含 水矿 物的 天然 品等，红外谱 图常 在3 000 cm-1左 右呈 现宏 大谱 带，也 可伴有 锐利 羟基 峰。见图10。图A.10 富水的 刚玉 红外 透射 谱图 A.2.4 金绿宝 石 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 DB37/T 4114 2020 11 A.2.5 绿柱石 绿柱石 的红 外反 射谱 图因 结晶学 方向 不同 而导 致某 些峰位 偏移 及拟 合，有时 同 一 个晶 体不 同方 向获得的谱 图存 在差 异，见图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)当绿柱 石内 不含 有油、蜡、胶甚至 人体 油脂 等有 机材 料时，2 960 cm-12 800 cm-1间一 般无 明显 吸收，见图A.13。图A.13 绿柱石 红外 透射 谱图 DB37/T 4114 2020 12 当测试 绿柱 石的 光路中 存 在与 CH3 以及 CH2 有关 的物质，如 机器 防锈油、大气中 未知 有机 挥发物、人 员 体脂、无 色油、有 色 油、各色 的 蜡 等时，谱 图 往 往 会在2 960 cm-1、2 920 cm-1、2 850 cm-1左右呈现吸 收峰。见 图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 当绿柱 石中 含有 与苯 环结 构相关 的人 工树 脂时，其 红 外透射 谱图 常表 现出 与苯 环有关 的3 060 cm-13 030 cm-1间 吸收 带以 及受 苯环结 构耦 合的 CH3 以及CH2 有 关的 吸收 峰，因 耦合作 用，CH2 有关 的吸收峰 往往 发生 蓝移 至更 高频率 的2 930 cm-1、2 870 cm-1左 右。见图A.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 DB37/T 4114 2020 13 当绿柱 石形 成过 程中 无水 参与时，如 助熔 剂法 合成 绿 柱石，其 谱图 在5 500 cm-15 000 cm-1范围(常以5 280 cm-1左右 为中 心)不 呈现与 通道 水有 关的 吸收，见图A.16。图A.16 助熔剂 法合 成绿 柱石 红外 透射谱 图 A.2.6 碧玺 作为复 杂的 硼铝 硅酸 盐矿 物，高 频区 至1 300 cm-1左 右的谱 带归 属于 特征 的硼 氧键。类质 同象 替代 和结晶学 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 DB37/T 4114 2020 14 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3 060 cm-13 030 cm-1间 吸收带并伴有跟 CH3 以及CH2 有关的吸收 峰，且相 关峰 往往 向高频 区偏 移，如2 870 cm-1峰，见图A.19。图A.19 经人工 树脂 充填 的碧 玺红 外透射 谱图 DB37/T 4114 2020 15 A.2.7 尖晶石 尖晶石 族材 料(如尖 晶石、助熔剂 法合 成尖 晶石、铬 铁矿、磁铁 矿等)具 有相 似 的红外 反射 谱图，见图A.20。谱 图的 差异 及峰 位的偏 移归 因于 主要 金属 元素的 不同 以及 材料 的透 明度。图A.20 尖晶石 族材 料红 外反 射谱 图 焰熔法 合成 尖晶 石与 尖晶 石族矿 物、助熔 剂法 合成 品等的 镁、铝含 量比 例不 同，谱 图具 有辨 析性，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 DB37/T 4114 2020 16 尖晶石 族材 料红 外透 射谱 图在3 000 cm-11 500 cm-1范围内 有透 光区。见 图A.22。图A.22 尖晶石 的红 外透 射谱 图 A.2.8 锆石 晶质锆 石的 谱图 差异 归因 于结晶 学方 向不 同及 褪晶 化程度 不同，见 图A.23。图A.23 晶质锆 石的 红外 反射 谱图 DB37/T 4114 2020 17 低型锆石 反射谱图在1 100 cm-1900 cm-1间表 现为宏大宽带而 不分裂，即近乎于玻璃态 谱图，见图A.24。图A.24 低型锆 石的 红外 反射 谱图 A.2.9 托帕石 托 帕 石 红 外 反 射 谱 图 在980 cm-1880 cm-1间 是 否 分 裂 以 及600 cm-1以 下 的 差 异 归 因 于 方 向 性 与 类 质同像替 代，1 164 cm-1峰稳 定性好。见 图A.25。图A.25 托帕石 的红 外反 射谱 图 DB37/T 4114 2020 18 托帕石 透射 谱谱 图稳 定性 好，即 便托 帕石 表层 经过 人工处 理，透射 谱图 是指 认宝石 内核 为托 帕石 的重要证 据，见图26。图A.26 托帕石 的红 外透 射谱 图 A.2.10 橄榄石 橄榄石 的红 外反 射谱 图因 结晶学 方向 不同 而存 在明 显差异，见 图A.27；而类 质 同象替 代对 谱图 影响相对小。图A.27 橄榄石 的红 外反 射谱 图 DB37/T 4114 2020 19 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 A.2.11 石榴石 石榴石 红外 反射 谱图 形状 相对稳 定，见图A.29，而 峰位漂 移取 决于 类质 同像 替代。图A.29 石榴石 的红 外反 射谱 图 DB37/T 4114 2020 20 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 钙质石 榴石 透射 谱图 常不 稳定，受变 质作 用影 响钙 质 系列石 榴石 在3 700 cm-13 500 cm-1范 围内 常表现出(与水 和/或OH-有关 的)吸收，见 图A.31。图A.31 钙铝榴 石和 翠榴 石(钙铁 榴石)的红 外透 射谱 图 DB37/T 4114 2020 21 A.2.12 石英 石英不 同于 大多 数氧 化物 材料的 红外 反 射 谱图(主 要 反射谱 带位 于1 000 cm-1以 下的靠 近远 红外 区)，其反射 谱图 宏观 上与 硅酸 盐材料 谱图 类似，即1 200 cm-1900 cm-1范 围内 呈强 反射谱 带。此外800 cm-1、780 cm-1左 右的反 射峰 的相 对强度 取决 于入 射红 外与 石英C 轴的 夹角。当夹 角约 为45 时，两峰 强度 接近。见图A.32。注：本标准中的“石英”专指“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 石英C 轴与 入射 光大 致平 行 时，红外 反射 谱图 在815 cm-1775 cm-1间 呈现800 cm-1单峰，见 图A.33。图A.33 入射线 与C 轴大 致平 行时 的石英 红外 反射 谱图 DB37/T 4114 2020 22 受形成 环境 及晶 体形 成后 所处环 境的 影响，石 英质 宝玉石 中常 含有 水或 羟基，这在 红外 透射 光谱 中常有所 体现。天 然无 色水 晶、天 然烟 晶红 外透 射谱 图常(但非 必然)呈现3 595 cm-1和/或3 484 cm-1吸 收峰，见图A.34。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 天然无 色水 晶或 天然 烟晶 的红外 透射 谱图 合成无 色水 晶红 外透 射谱 图常(但非 必然)呈现3 585 cm-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 DB37/T 4114 2020 23 合成烟 晶红 外透 射谱 图常(但非必 然)不呈 现3 595 cm-1、3 585 cm-1、3 484 cm-1等 吸收峰，见 图A.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 天 然 紫 晶 红 外 透 射 谱 图 常(但 非 必 然)呈 强 的3 585 cm-1吸 收 峰 且 无 或 弱 的3 545 cm-1吸 收 峰，见图A.37。图A.37 采自天 然紫 晶的 红外 透射 谱图 DB37/T 4114 2020 24 合成紫晶红 外透射谱图常(但非必然)呈3 585 cm-1吸收峰的同时也 呈明显的3 545 cm-1吸收 峰，见图A.38。图A.38 采自合 成紫 晶的 红外 透射 谱图 A.2.13 长石 复杂的 长石 族矿 物各 个亚 种的红 外反 射谱 图并 不一 样，而 每个 亚种 的红 外反 射谱图 也不 稳定，受 方向性、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 DB37/T 4114 2020 25 A.2.14 黝帘石 黝帘石(含 坦桑 石)的 红外 反射谱 图差 异归 因于 类质 同像替 代和 方向 性，3 150 cm-1左 右呈 现与OH有关的峰，见 图A.40。图A.40 黝帘石 的红 外反 射谱 图 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 DB37/T 4114 2020 26 A.2.16 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 A.2.17 方解石 结构 型碳 酸盐 质宝 玉石 以方解 石、菱镁 矿、菱 锌矿、菱锰 矿等 常见 宝玉 石品 种 为代表 的三 方晶 系的 碳酸 盐矿物 宝玉 石品 种，红外反 射谱 图不 具有 明显 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 盐 矿 物中 类 质 同 像 替代常 见，这导 致900 cm-1800 cm-1范围 内 的中 等 强 锐峰和800 cm-1700 cm-1范围内弱峰 位置 很不 稳定。确 定的是900 cm-1800 cm-1范 围内峰 的相 对强 度由 方向 性决定；当 测试 对象 为晶质集合体时，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，也会 导致900 cm-1800 cm-1范 围内峰 的相 对强 度不同。方 解石 结构 型碳 酸盐质 宝玉 石的 红外 反射 谱图见 图A.43。图A.43 方解石 结构 型碳 酸盐 质宝 玉石的 红外 反射 谱图 DB37/T 4114 2020 27 A.2.18 文石结 构型 碳酸 盐质 宝玉 石 以文石、菱 锶矿 为典 型的 斜方晶 系碳 酸盐 矿物 间的 红外反 射谱 图辨 析度 不佳，相比 方解 石族 矿物 而言，文石型的这 两种矿物红外反射谱图在700cm-1附近呈现双峰；与 方解石族矿物谱图类似，900 cm-1800 cm-1范围内峰 的相对强度由方向性 决定；当测试对象为晶质 集合体时，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，也会 导致900 cm-1800 cm-1范围 内峰 的相对 强度 不同。文 石结构型碳 酸盐 质宝 玉石 的红 外反射 谱图 见图A.44。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 DB37/T 4114 2020 28 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 当测试 翡翠 的光 路中 存在 与 CH3 以及 CH2 有关 的 物质，如机 器防 锈油、大 气 中未知 有机 挥发 物、人 员 体 脂、无 色 油、有 色油、各 色 的蜡 等 时，谱 图往 往 会 在2 960 cm-1、2 920 cm-1、2 850 cm-1左 右 呈现吸收峰。见 图A.47。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 DB37/T 4114 2020 29 当翡翠 经漂 白、充填 后，其 红外透 射谱 图具4 062 cm-1、3 055 cm-1、3 035 cm-1、2 965 cm-1、2 930 cm-1、2 872 cm-1等 跟 苯 环 及 CH2 CH3 与 苯 环 结 构 耦 合 偏 移(即 人 工 树 脂 充 填 物)引 发 的 一 组 吸 收 谱 带，见 图A.48。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 当充填 翡翠 中的 人工 树脂 比例较 大，红外 透射 谱图 中 本应常 呈现 的3 055 cm-1、3 035 cm-1、2 965 cm-1、2 930 cm-1、2 872 cm-1等吸 收谱带 因全(或强)吸 收被 湮没而 难以 识别，大 致位 于4 060 cm-1、4 620 cm-1、4 680 cm-1和5 980 cm-1处 的吸 收峰提 供了 经漂 白、充填 的证据。见 图A.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 DB37/T 4114 2020 30 A.2.20 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 绿辉石 矿物集 合体 的红外 透射谱 图见图A.51，相比 以硬玉 为主要 矿物 的翡翠 的红外 透射谱 图(见图A.46)，绿 辉石 谱图3 500 cm-12 000 cm-1范 围内 透过 率最强 峰值 频率 较低。图A.51 绿辉石 红外 透射 谱图 DB37/T 4114 2020 31 A.2.21 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)欧泊成 分为 含水 的二 氧化 硅，其 反射 红外 谱图 表现 为 以Si-O 键为 典型 的特 征，即1 200 cm-1900 cm-1范围内 呈强 反射 谱带。作 为非晶 态宝 石，跟石 英不 同，欧 泊在1 200 cm-1900 cm-1范 围内 和800 cm-1左右的谱带 均无 分裂。但由 于 内部结 构的 二氧 化硅小 球 出现了 规律 性排 列，即 呈 现似晶 态，1 200 cm-1900 cm-1范 围内 谱带 常呈 肩状，即1 200 cm-1900 cm-1范 围 内谱带 呈现 由一 个谱 带向 分裂为 两个 谱带 过渡 的形状。见 图A.54。DB37/T 4114 2020 32 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 石英岩 因颗 粒间 隙水(及 附 存矿物 羟基 水)、晶体 包含 水(及 羟基 水)对 红外 光的 吸收以 及石 英颗 粒晶面对红 外光 的反 射、折 射、散 射等 作用 导致 进入 仪 器检测 器的 红外 光能 量衰 减，常(并 非必 然)导致 红 外透射谱 图在3 700 cm-13 000 cm-1范围 内吸 收谱 拟合 为宽的 圆化 带，见图A.56，而不同 于巨 晶石 英 在 该区域可识 别到 多个 吸收 峰，再参见 图A.34。DB37/T 4114 2020 33 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 呈隐晶 质的 石英 因单 位体 积内的 矿物 颗粒、颗 粒间 隙较石 英岩 更多，晶 体颗 粒间隙 水及 微晶 界面 对红外光 衰减 更加 强烈，因 此宝石 级玉 髓在 中红 外区 常(非 必然)强吸 收，甚 至 全吸收，而在 近红 外区 呈 现与欧泊 类似 的水 的合 频和/或倍频 谱带，见 图A.58。DB37/T 4114 2020 34 图A.58 玉髓的 红外 透射 谱图 A.2.25 石英质 玉(隐晶 质-显 晶质)当石英 颗粒尺 寸介 于数十 个微米 至亚毫 米时，即石 英呈隐 晶质-显晶质 集合体 形态时，单位 厚度 矿物颗粒 间隙 的数 量、赋 存 水的浓 度均 介于 隐晶 质石 英与显 晶质 石