北红玛瑙是以黑龙江省大、小兴安岭地区为代表性产地产出的一种隐晶质石英质玉石,颜色以红色为主,常有黄色调。本文通过显微放大观察、X射线粉晶衍射、拉曼光谱、红外光谱、光纤光谱仪、紫外可见光光谱、显微X射线荧光光谱面分析、全岩元素化学分析、ICP-MS、扫描电镜-能谱联用等方法对代表性的北红玛瑙进行了宝石矿物学特征的研究,重点对其颜色成因与结构特征进行了深入的分析,并结合前人研究成果,提出了区分北红玛瑙和南红玛瑙的鉴定方法。北红玛瑙的主要矿物组成为α-石英,次要矿物组成为斜硅石、针铁矿,并可含有微量的赤铁矿,其颜色分布多不均匀,呈浸染状、条带状分布,Fe元素的含量及存在形式可不同程度影响其色调,实际鉴定工作中可用紫外可见光光谱的一阶导数谱中400⁷00 nm内极小值的位置或光纤光谱仪来描述其色调,北红玛瑙的彩度总体上偏低,但大小与透明度整体上高于南红玛瑙。拉曼光谱中,北红玛瑙的斜硅石与α-石英特征峰面积比(A₅₀₁/A₄₆₃)稳定在0.15⁰.36,而四川与云南产出的南红玛瑙稳定在0.00⁰.08,甘肃产出的南红玛瑙为0.00⁰.11,据此可区分北红玛瑙及南红玛瑙,同时对其它品种的石英质玉石鉴定提供了研究思路。北红玛瑙中的石英主要有细粒状、纤维状、自形三种结构类型,通常具有细粒状结构→纤维状结构→自形结构的变化规律（自形结构可以缺失）,反映了形成玛瑙的热液流体结晶有序度逐渐升高的过程。以此三种基本结构为基础,还发现了极细的粒状结构、细粒-纤维状结构、百叶窗结构三种衍生的特殊结构类型,推测均与形成玛瑙的热液流体中Fe元素含量高,形成的铁质矿物整体上呈震荡模式分布于北红玛瑙的不同条带中,其分布对玛瑙结晶过程中二氧化硅向高有序度的结构转变存在抑制作用。北红玛瑙中的斜硅石主要分布于细粒状和纤维状结构中,几乎不存在于自形结构的石英中。玛瑙在热液流体冷却结晶从纤维状结构转变为自形结构的过程中,斜硅石与α-石英的含量均会经历一个震荡变化的过程。随着不同的结构类型变化,不同化学元素具有不同的分异特征,K、Ti、Cr、Mn、Zn六种元素在自形结构的石英中的分布具有明显的排它性,不同元素分异也可能影响了北红玛瑙不同结构类型的生长。