（1）實驗樣品

本次研究的寶玉石樣本十余種，包含了無機(jī)鹽類寶石、氧化物類寶石和有機(jī)物類寶石，均已經(jīng)過實驗室驗證定名。其中，無機(jī)鹽類寶石包括硅酸鹽類、碳酸鹽類、磷酸鹽類寶石。氧化物類寶石包括紅寶石、藍(lán)寶石、尖晶石。有機(jī)物類寶石包括琥珀和蜜蠟。寶玉石種類詳見表１。

（2）設(shè)備搭建

2.1硅酸鹽寶石

2.1.1鏈狀硅酸鹽

透閃石分析光譜如圖1所示，能看到948nm處有一小而尖銳吸收應(yīng)為的吸收峰。1274nm有兩個連續(xù)吸收峰，為Mg的吸收峰。1400nm處有顯著的-OH吸收峰，1909nm處有吸附水特征峰。2105nm處極小吸收峰為Si-Ｏ一級倍頻。2294nm附近有小吸收帶，為Fe-ＯＨ的吸收帶。由此，透閃石有獨(dú)特的吸附水特征峰，且有-OH基團(tuán)的吸收峰，含金屬離子的吸收峰分辨容易。

圖1透閃石反射率光譜特征

2.1.2環(huán)狀硅酸鹽

環(huán)狀硅酸鹽以堇青石和碧璽為例，如圖2所示：三組堇青石光譜大致相同，893～1062nm有離子吸收帶。1410nm處有Ｏ-Ｈ鍵的一級倍頻吸收峰。1898nm處有特殊的吸附水特征峰。2012nm，2089nm有兩個Si-O吸收峰（2089nm也可能是Fe-OH前移）。

圖2堇青石反射率光譜特征

我們測定了兩種不同顏色的碧璽（圖3）以及一個含有不同碧璽的珠寶飾品（圖4）。不同碧璽在400～1100 nm波段均有差異，切合碧璽化學(xué)式中陽離子的多樣性。另外，光譜中全部具有-OH與吸附水吸收峰。樣品碧璽組在2212nm和2242 nm出現(xiàn)肩峰，為Al-OH吸收峰。碧璽樣品0.563g在730nm處有Fe和Mn組合頻，2298 nm也有Fe-OH吸收峰。碧璽樣品0.49g沒有Fe特征峰，2361nm處為Mg-OH吸收峰。首飾碧璽組在2049 nm處均有Si-O一級倍頻，在2175n與2198nm出現(xiàn)肩峰為Al-OH。2249nm處有吸收峰，為Si-OH的特征峰。2305nm處有吸收峰，是Fe-OH的吸收峰。首飾碧璽經(jīng)過加工，含有眾多陽離子，所以2000～2400nm處有多個吸收峰，由于這些陽離子與羥基結(jié)合的特征峰有先后關(guān)系，因此，該波段是判斷陽離子數(shù)目和區(qū)別種類眾多的玉石的一個重要手段。

圖3 碧璽反射率光譜特征

圖4 首飾碧璽反射率光譜特征

2.2 氧化物寶石

分析紅寶石光譜圖（圖5），光譜特征主要集中于400～1100nm處，主要體現(xiàn)在過渡陽離子的部分。693nm處的高反射峰是兩種陽

離子疊加躍遷形成的，這和硅酸鹽寶石區(qū)別明顯。另外，紅寶石擁有 Cr3+典型的吸收光譜，由于Ti3+的吸收峰也在450nm與550nm，640nm左右，所以這樣的特征光譜可能是兩種陽離子共同作用得出的結(jié)果。

圖5 紅寶石反射率光譜特征

2.3 有機(jī)寶石

琥珀是一種常見的有機(jī)寶石文物，其中只有半透明至不透明的琥珀叫做蜜蠟。也是一種珍貴的有機(jī)寶石。有機(jī)寶石近紅外光譜以氨基酸的倍頻，組合頻為主。從分析光譜圖（圖6，圖7），可以看出琥珀與蜜蠟的反射率光譜基本相同。 琥珀在1390nm與1415nm為 N-H伸縮振動的一級倍頻，蜜蠟則在1401nm處。琥珀在1195nm處吸收峰為-CH2伸縮振動的二級倍頻，也可能是-CH3與-CH2伸縮振動的二級倍頻合并為一個吸收峰，蜜蠟則在 1202 nm處。整體識別區(qū)間在800～1600nm區(qū)間，這與無機(jī)礦石有明顯區(qū)別。

圖6 琥珀反射率光譜特征

圖7 蜜蠟反射率光譜特征

本研究利用便攜式地物光譜儀，觀測得到了不同類型的寶玉石的可見光—近紅外光譜，不僅可以用于區(qū)分出無機(jī)鹽，氧化物，有機(jī)物寶玉石種類，更可用于各個寶玉石的精細(xì)鑒別。上海的OFS地物光譜儀就能夠準(zhǔn)確鑒別出不同種類的寶玉石材質(zhì)，在寶玉石類文物的快速無損鑒別、品質(zhì)、產(chǎn)地分析等方面有較大潛力。