本文以大同紫玉为研究对象,利用常规宝石学仪器,宝石学显微镜、偏光显微镜、扫描电子显微镜、阴极发光、电子探针、红外光谱、紫外可见近红外分光光度计、激光拉曼、光纤光谱仪、差热实验、LA-ICP-MS等测试技术对大同紫玉的宝石学性质进行了系统研究,并对颜色成因进行了探讨。大同紫玉是隐晶质石英质玉石的一种,呈不同深浅的紫色,可见黄褐色或灰白色色调,玻璃光泽,透明至半透明,部分脱水料呈弱玻璃光泽,有胶质感。主要以块状、球状产出于火山喷发后所形成的玄武岩的空洞或裂隙中。大同紫玉的折射率与一般的石英质玉石相近,折射率1.54～1.55,相对密度2.65左右,摩氏硬度6.88～6.93。无特征吸收光谱,偏光镜下全亮,紫外荧光灯长短波下均为惰性。放大检查大同紫玉颜色均匀,部分样品可见石英颗粒,粒度约为5～7mm,样品表面多件大小不同的侵蚀凹坑,凹坑内有白色物质填充。在宝石显微镜下观察,二氧化硅在正交偏光下呈细粒状、短纤维状、长纤维状、晶质石英四种结构类型,短纤维和长纤维结构可呈平行排列或同心圆状排列。在SEM下观察发现,不同颜色深浅的两块大同紫玉样品均为不足1μm的细小球粒的无序堆叠,小球的排列方式也没有明显的差别。大同紫玉的阴极发光较弱,多数区域不发光,铁质浸染状分布的区域呈现弱蓝紫色荧光。大同紫玉的矿物成分为α-石英,与标准石英的红外吸收谱峰、拉曼吸收谱峰相一致。此外还存在部分斜硅石,以拉曼光谱中502cm-1为特征峰。直接利用了Origin Lab拟合的洛伦兹峰值面积,计算得到的A501/A464斜硅石含量大致在30%-50%之间。通过将紫外可见分光光度计、光纤光谱仪的数据与电子探针、LA-ICP-MS进行比对分析,样品主波长在440至475nm区间,计算得出的色调角在280至290度区间,说明大部分的样品为紫色偏蓝的色调。大同紫玉的颜色是由Fe、Mn的空穴色心引起的,Fe、Mn元素与样品的主波长具有明显的关联性,皮尔逊系数分别为-0.81775、-0.98859,随着紫色调越深,样品中Fe、Mn含量随之增大。