文獻(xiàn)分享 | 拉曼光譜技術(shù)在文物寶玉石珠飾中的應(yīng)用
1 文獻(xiàn)出處
2 研究內(nèi)容
中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所考古中心采用拉曼光譜法對合浦漢墓出土的典型寶玉石珠飾進(jìn)行物相組成分析，研究表明珠飾樣品主要分為寶玉石和有機(jī)寶石兩類,寶玉石包括石英質(zhì)、綠柱石、石榴子石、綠松石等,有機(jī)寶石以琥珀為主。
1、石英質(zhì)珠飾樣品
合浦漢墓群出土的石英質(zhì)珠飾樣品典型的拉曼光譜測試結(jié)果圖2顯示,其拉曼光譜表征基本一致,Z強(qiáng)拉曼特征峰位于460~465cm- 1附近,歸因于Si-O鍵的彎曲振動所致;位于124~126cm-1、203~265cm- 1、351~396cm-1以及689~ 1161cm-1范圍的中-低強(qiáng)度拉曼特征峰分別歸屬于Si-O-Si鍵的彎曲和搖擺振動、O-Si-O鍵的彎曲和伸縮振動以及Si-O鍵的伸縮振動模式所致。
圖1.
圖1 部分典型石英質(zhì)珠飾樣品的拉曼光譜
(a)蟬形水晶飾件(土00108),西漢,合浦縣望牛嶺1號墓出土,廣西壯族自治區(qū)博物館藏;
(b)六方雙錐形紫水晶串飾(000875),新莽時期,合浦縣環(huán)城鄉(xiāng)黃泥崗 M1出土;
(c)黃水晶(000598),漢,合浦縣環(huán)城鄉(xiāng)紅嶺頭M3出土;
(d)瑪瑙珠(000536),漢,合浦縣第二麻紡廠南M(土坑)出土
2、 綠柱石珠飾
圖2為合浦漢墓群出土的典型綠柱石珠飾樣品±11816-9的拉曼光譜測試結(jié)果。Z強(qiáng)拉曼特征峰位于686cm-1,以及1068、324、397cm-1等附近較強(qiáng)的拉曼特征峰, 與標(biāo)準(zhǔn)的綠柱石拉曼特征峰相一致。
其中, 686cm-1附近的拉曼特征峰歸屬于ν(Be-O) 鍵的伸縮振動所致,324cm-1和397cm-1等處的拉曼特征峰歸因于Si-O鍵的對稱環(huán)變形振動引起,1068cm-1附近的拉曼特征峰則歸屬于Si-O鍵的振動所致。
圖2 綠柱石珠飾樣品(±11816-9)的拉曼光譜
3、石榴子石珠飾
合浦漢墓群出土典型石榴子石珠飾樣品拉曼光譜如圖5所示,合浦漢墓群出土的石榴子石珠飾樣品以鐵鋁榴石亞種為主。
鐵鋁榴石的Z強(qiáng)拉曼特征峰位于919cm-1附近,歸屬于Si-O對稱伸縮振動所致,次強(qiáng)峰位于347cm-1附近,歸屬于(SiO4)4-四面體的旋轉(zhuǎn)振動所致。
圖3 鐵鋁榴石珠飾樣品000205(a)和樣品000456(b)的拉曼光譜
4、綠松石珠飾
合浦漢墓出土綠松石珠飾樣品以動物微雕為主,典型器物如圖4所示。由于綠松石顏色、激光光源波長、表面狀態(tài)等因素,所獲取的拉曼特征峰譜通常會有較強(qiáng)的熒光背景,有時可以觀測到由PO3-4 的伸縮振動引起的1040cm-1 附近的拉曼特征峰(圖5),但是在低波數(shù)范圍內(nèi)的拉曼特征峰不容易觀測到。
圖4 合浦漢墓出土典型綠松石珠飾樣品
(a)綠松石羊形飾(000153),西漢,合浦縣環(huán)城公社北插江鹽堆M1出土;
(b)綠松石鴿形飾(000367),漢,合浦縣環(huán)城公社文昌塔生資倉M1出土。
圖5 綠松石珠飾樣品的拉曼光譜
3 儀器推薦
本文中用到的EVA3000Plus型手持式拉曼光譜儀，現(xiàn)已升級為EVA6000。
產(chǎn)品簡介
EVA6000手持拉曼光譜儀采用高性能拉曼系統(tǒng)，將光譜儀功能精簡化，專業(yè)化。基于手機(jī)，它可以實現(xiàn)云-網(wǎng)-端的物聯(lián)網(wǎng)拉曼監(jiān)測和信息檢索。
新一代的手持拉曼光譜儀具備超高的高靈敏度及高光學(xué)分辨率等特點，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、醫(yī)療、公共安全、化學(xué)品檢測、食品安全、珠寶檢測等多個領(lǐng)域和行業(yè)。
產(chǎn)品特點
性能優(yōu)異：具有高分辨率、高靈敏度、高信噪比等優(yōu)點；
指紋特異性好，更容易提取特征峰，準(zhǔn)確給出被測物質(zhì)的海關(guān)編碼，類別和化學(xué)成分等；
一鍵采集、快速無損檢測：無需直接接觸樣品，可透過玻璃、塑封袋、飲料瓶等透明、半透明容器檢測；
操作簡單：軟件界面友好，人機(jī)對話，操作簡單；
精簡化：產(chǎn)品高度集成；
激光功率可調(diào)，可根據(jù)物質(zhì)信號響應(yīng)靈敏度自動調(diào)節(jié)功率；
多種測量模式，快檢模式和精檢模式等；
優(yōu)化的自動混合分析算法，對混合物進(jìn)行更有效識別；
云端架構(gòu)，可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)互聯(lián)，支持云端檢索和云端數(shù)據(jù)管理；
系統(tǒng)內(nèi)置WIFI、藍(lán)牙、GPS等多種通訊方式。
規(guī)格參數(shù)
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