本文件描述了使用红外光谱法鉴定珠宝玉石的方法原理、仪器设备、样品、谱图采集方法的选择、试验步骤、试验数据处理、主要影响因素和试验报告。 本文件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。

ICS39.060
CCS D59
中华人民共和国国家标准
GB/T42433—2023
珠宝玉石鉴定
红外光谱法
Gem testing-Infrared spectroscopy method2023-05-23发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
方法原理
仪器设备
谱图采集方法的选择
试验步骤（以傅立叶变换红外光谱仪为例）试验数据处理(谱图分析)
主要影响因素·
试验报告（结果表示）
附录A（资料性）
珠宝玉石常见红外光谱图及要说明A.1
谱图的限制性说明
红外谱图
大气背景单光束图
金刚石
刚玉·
金绿宝石·
绿柱石
碧玺·
尖晶石·
托帕石
橄榄石
石榴石
方柱石
柱晶石
鹦帘石
绿帘石
董青石
GB/T42433—2023
GB/T42433—2023
磷灰石
透辉石
顽火辉石
锂辉石
红柱石
矽线石
蓝晶石
鱼眼石
符山石
硼铝镁石
塔菲石wwW.bzxz.Net
蓝锥矿
重晶石
天青石
方解石结构型碳酸盐质珠宝玉石文石结构型碳酸盐质珠宝玉石
磷铝锂石
透视石
蓝柱石
赛黄晶
硅铍石
绿辉石玉
欧泊(玻璃态)
石英岩
石英质玉（隐晶质-显晶质）
蛇纹石
查罗石
蔷薇辉石
阳起石
绿松石
青金石
参考文献
孔雀石
葡萄石
水钙铝榴石
方钠石
赤铁矿
高岭石族
叶蜡石
水镁石
苏纪石
异极矿
云母、伊利石类
针钠钙石
绿泥石
斜红磷铁矿
硬水铝石
硅硼镁铝石
金红石
珍珠云母
硅灰石
牙骨类
角质蛋白类
合成立方氧化锆
合成碳硅石
人造铝榴石
人造钛酸锶
GB/T42433—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T42433—2023
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国珠宝玉石标准化技术委员会（SAC/TC298）归口。本文件起草单位：山东省计量科学研究院、国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司、四川省产品质量监督检验检测院、广东省珠宝玉石及贵金属检测中心、同济大学、安徽省地质实验研究所（国土资源部合肥矿产资源监督检测中心）、广东省金银珠宝检测中心有限公司、北京尼高力天光科贸有限公司、山东省计量检测中心、山东省社会公正计量行有限公司。本文件主要起草人：李建军、张钧、程佑法、戴苏兰、陈能香、周征宇、戴慧、张向军、杨健、刘海彬、李海波、王岳、陈大鹏、李雪明、马婷婷、于露、陈珊、陈侃、王磊、苏隽、马霄、胡瑶、金晓婷、左锐、黄准、丁秀云、李合军、燕菲、杜冉
1范围
珠宝玉石鉴定
红外光谱法
GB/T42433—2023
本文件描述了使用红外光谱法鉴定珠宝玉石的方法原理、仪器设备、样品、谱图采集方法的选择、试验步骤、试验数据处理、主要影响因素和试验报告。本文件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
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T6040—2019
红外光谱分析方法通则
GB/T16553
珠宝玉石
3术语和定义
GB/T6040一2019、GB/T16553界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
溴化钾粉末压片透射法
去transmissionmethodusingKBrpowder将少量样品粉末与适量溴化钾粉末混合均匀并压结成片，通过透射采集红外谱图的方法。3.2
直接透射法directtransmissionmethod让红外光直接穿过珠宝玉石样品采集红外谱图的方法。3.3
去specularreflectionmethod
表面反射法
采集样品表面反射（镜面反射）的红外光获得反射红外光谱图的方法。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
去attenuatedtotal reflectionmethod衰减全反射法
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人射到紧贴在样品表面的高折射率晶体时，由于样品折射率低于晶体，发生全反射，红外光只进人样品极浅的表层，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注：衰减全反射，简称ATR。
［来源：GB/T6040—2019，3.15，有修改］3.5
透过率transmittance
透过样品的红外辐射能与人射的红外辐射能之比。1
GB/T42433—2023
［来源：GB/T6040—2019，3.1，有修改］3.6
反射率
reflectance
样品反射的红外辐射能与总入射红外辐射能之比。3.7
吸光度
absorbance
透过率倒数的以10为底的对数。注：见公式（1）
［来源：GB/T6040—2019，3.2，有修改］3.8
baseline
在吸收光谱上，按一定方式绘制的直线或曲线，以表示吸收带不存在时的背景吸收。［来源：GB/T6040—2019，3.5，有修改3.9
K-K变换
Kramers-Kronig transformation把测定的镜面反射光谱变换成吸收光谱的方法。［来源：GB/T6040—2019，3.13］方法原理
珠宝玉石在红外光的照射下，引起分子、晶格、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。
仪器设备
红外光谱仪，中红外测试范围4000cm-1400cm-。可配溴化钾粉末压片透射法制样装置、红外显微镜和/或透、反射附件。依照不同的仪器，测试范围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7500cm-样品
为选择合适的谱图采集方法，试验前应观测（可借助放大设备）样品的状态，包括：样品的整体性；
样品的均匀性；
样品表面光洁度；
一样品的微观现象。
谱图采集方法的选择
针对不同样品类型，可选择下列一种或多种谱图采集方法。a）粉末法：适用于可刮取微量粉末的样品。GB/T42433—2023
注：溴化钾粉末压片透射法、石蜡糊粉末法、ATR粉末法、显微红外粉末法、粉末浸反射法等均属于借助粉末采集样品特征红外光谱的方法。
直接透射法：适用于红外光可穿透珠宝玉石本体、产生有效光谱信号的样品。一般具有至少一b)
组平行面或弧面有平行切面的样品，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。
表面反射法：主要适用于表面未覆有异相材料的宝玉石。d)
透反射法：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。衰减全反射法：只适用于存在能够与ATR附件高折射率晶体平面实现良好接触面的样品（包e）
括粉末样品）。
显微红外光谱法：适用于需提高空间分辨率的样品，可采用显微直接透射法或显微透反射法或f
表面反射法，样品规格应符合仪器要求。8试验步骤（以傅立叶变换红外光谱仪为例）8.1开机.宜预热30min。
8.2选择设置测试条件，其中分辨率、扫描计数、扫描波数范围宜按下列参数选择设置a)
分辨率为8cm1或优于8cm-。
扫描计数不小于8scans：必要时，可设置为上百甚至数千scans。b)
扫描波数范围一般情况下推荐6000cm-1～400cm-。若针对不同采样方式进行有针对性的设置，反射法推荐2000cm1~400cm或4000cm~400cm；透射法推荐6000cm-1~2000cm-或6000cm-1~400cm-特殊情况下设置为7500cm-l~400cm-或仅针对某较小波数段范围进行扫描，如3600cm-1~3400cm-等。8.3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）。8.4测试样品，为获得足够多的信息，可根据样品情况选择相同或不同的谱图采集方法从不同位置、方向采集谱图。
试验数据处理（谱图分析）
9.1将测得的红外光谱图与附录A中或经过方法确认的其他文献资料中已知珠宝玉石的红外光谱进行比较分析。
9.2需要时，对原始谱图进行必要的处理，如：对表面反射法光谱进行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。
10主要影响因素
10.1粉末法测试的主要影响因素：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3
GB/T42433—2023
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漠化钾介质发生离子交换。10.2无损测试可能受下列因素影响。直接透射过程对光能量复杂的衰减作用。a
导致反射谱图畸变的光波反射色散。c
晶体的方向性、集合体中单晶的尺寸与晶体组合方式。不同结晶方向可呈现差异红外光谱的宝石，多方向晶体共存（晶质集合体）样品谱图因拟合作用存在畸变；矿物颗粒的大小影响谱图某些谱带的拟合程度。
ATR附件晶体与被测宝石的贴合程度。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。具有可逆塑性变形（弹性变形）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。
样品本身对红外光的吸收能力、穿过样品的光程。这是影响绝对吸光度的重要因素，所有珠宝e)
玉石都应考虑超大光程引发的谱图中潼理特征吸收峰的可能性。10.3无论何种采谱方式，与主体珠宝玉石成分不同的物质，如包裹体、浸人物、表面覆层、拼合夹层、胶结材料等，均可能对谱图信号造成影响。10.4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。
试验报告（结果表示）
11.1试验报告应至少给出以下信息。样品谱图，其中横坐标包含坐标轴标尺与单位，纵坐标包含谱图呈现模式，即吸光度（A）、透过1）
率（T）或反射率（R），其中透过率和反射率的单位一般为“%”，见附录A。谱图的指示性意义说明，如“样品谱图与GB/T42433一2023的A.2.43.6～A.2.43.7给出的谱2）
图匹配”。
11.2其他测试信息，宜包括但不限于：测定日期；
测试者姓名：
样品名；
样品编号；
谱图采集方法；
测试条件；
仪器名称及型号；
信息描述：关键吸收峰的位置，如：具有3595cm-红外吸收峰/带（本文件也简称为“吸收峰”或“吸收带”或“峰”或“带”)等。11.3限制性说明（必要时）。宜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”。4
A.1谱图的限制性说明
附录A
（资料性）
珠宝玉石常见红外光谱图及要说明A.1.1红外光谱图（本文件也简称为“谱图”）采集时设定的分辨率为8cm-。GB/T42433—2023
A.1.2采集谱图的方法与纵坐标标注相关，如：%透过率表示谱图采集时光束透过样品，无论采样方式是直接透射法还是透反射法：%反射率表示谱图采集时光束在样品表面（含极浅表层）发生反射。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”以及宝石学中的一些常用术语，如天然、处理、人工、合成等，其语境界定了过程是否有人为的干预。A.1.5除了特别指明的谱图外，绝大多数谱图在采集时未破损样品，且样品为珠宝玉石领域常见规格。A.1.6本文件所有谱图均为实测结果，谱图是参考性的，不一定是决定性的，即谱图的采集和信息呈现有局限性，其不一定与某一类别珠宝玉石具有一一对应关系。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7500cm-1~6800cm-1、5600cm-1~5100cm-、4000cm-~3300cm-（常以3700cm-1~3600cm为强谱带）、2100cm-1~1200cm-1（常以1800cm-1~1400cm-为强谱带）范围内密集的与水蒸气有关的峰，以及2349cm-（2360cm-1、2340cm-）和667cm-1与二氧化碳有关的峰为特征，因此，对珠宝玉石红外谱图进行解析时，注意这些谱带可能带来的干扰。受尘埃（主要是无定形二氧化硅）污染影响，谱图常在1050cm-1、800cm-处呈现宽带。受有机物（如大气中未知有机挥发物、人员体脂、光谱仪中必要的有机物等）污染的干扰，谱图常呈现与CH，有关的2960cm-峰以及与一CHz一有关的2920cm-1、2850cm-峰。尽管干扰难以避免，但测试前宜对样品进行清洁。
波数/（cm--)）
图A.1大气背景单光束红外光谱图2000
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A.2.2金刚石
A.2.2.1金刚石晶体本征（Ila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。
波数/(cm-1)
金刚石本征红外谱图（Ila型）
A.2.2.2金刚石谱图呈现的弱3322cm-、3124cm-峰，与所含氢元素有关；呈现的弱1331cm-11128cm-峰，与所含氮元素有关，见图A.3AO
波敏/(cm-\)
图A.3表现出与氢元素、氨元素有关的弱峰的金刚石红外谱图A.2.2.3当金刚石中的氮元素以单原子替位氮形式存在（Ib型）时，谱图以1344cm-1和/或1131cm-峰为特征，见图A.4。
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