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南红玛瑙是一种以红色为主的隐晶质石英质玉石,目前对于南红玛瑙的研究主要集中在云南保山及四川凉山两个产地,而对甘肃南红玛瑙却少有论及。为探究甘肃南红玛瑙的宝石矿物学特征,进而对其结构特征及颜色成因进行分析,本文通过常规宝石学测试、宝石学显微镜及偏光显微镜下观察、反射法及透射法红外光谱、紫外-可见光吸收光谱、激光拉曼光谱、X射线粉晶衍射、X射线荧光光谱点测及面扫描、扫描电子显微镜、扫描电镜下阴极发光等技术手段对甘肃南红玛瑙样品进行了测试及数据分析。研究发现,甘肃南红玛瑙样品颜色主要为暗红色或橙红色,且部分样品中可见无色、白色或黄色条带,相对密度介于2.592.65范围内;样品的基质结构主要为长纤维状及短纤维状,部分呈现细粒状及显晶质粒状;具同心环带状构造,部分也可见水平条带状及脉状构造。甘肃南红玛瑙基质的主要矿物成分为α-石英,并含有少量的水,大部分纤维状结构的基质中还含有斜硅石,其含量大致为3144%,显晶质粒状及细粒状结构的基质中不含或含有极少量的斜硅石。样品的68°五指衍射峰图形峰形敏锐,计算出其结晶度指数大致处于5.957.38范围内。此外,X射线荧光光谱的测试结果显示样品中还含有Fe、Al、Ca、K、Mn、Cr等微量元素。在扫描电镜下,甘肃南红玛瑙SiO2基质的显微形貌主要呈现近球状、自形半自形粒状以及片状,且三种形态的颗粒均具有较为明显的孔隙。在阴极射线下,除个别样品中的石英脉发出中等强度紫色的光以外,大部分样品均无明显的发光现象,推测基质形成于低温环境中,而石英脉则是后期高温热液沿裂隙灌入而后快速冷却结晶而成。甘肃南红玛瑙主要为包裹体致色,偏光显微镜下可见致色包裹体呈现球粒状、不规则粒状以及片状。激光拉曼光谱显示其主要成分为赤铁矿,部分还含有少量的针铁矿及纤铁矿。样品紫外-可见光吸收光谱一阶导数谱图中也均显示位于586nm的指示赤铁矿的特征峰。综合前人研究,推测其颜色形成机理主要为内源成因,即富Si热液在围岩中提取含铁矿物,后期在温度及pH值等条件的影响下,发生铁的(氢)氧化物之间的转化,最终形成以赤铁矿为主的致色包裹体。