鄂豫陕地区是我国重要的绿松石产区, 其中陕西白河位于秦岭东部, 是绿松石的重要矿点之一。 选取陕西白河县小东沟绿松石矿床的黄白色和绿色伴生矿样品, 对其进行薄片观察、 X射线粉晶衍射测试、 红外光谱仪和拉曼光谱仪分析的矿物学和谱学研究。 测试结果表明样品为明矾石, 还含有少量磷铝矾和高岭石。 可观察到其呈脉状结构产出, 表明具有多期次形成阶段, 后期结晶颗粒较好, 具有典型假立方体状的菱面体的结晶特点； 该矿物红外光谱谱带主要分布在3 697~3 488 cm-1以及1 638~433 cm-1范围内, 在3 697和3 620 cm-1处具有高岭石中OH导致的弱红外吸收谱峰； 明矾石的拉曼光谱谱峰由SO2-4振动导致, 此外在3 700和3 626 cm-1处出现高岭石中OH的伸缩振动导致的峰位。 结合该地区绿松石矿床风化淋滤特点, 判断该区明矾石矿脉形成于低温富碱性环境下, 当含矿溶液或围岩中形成绿松石所需成分不足时, 趋向于形成明矾石, 以脉状、 块状形式产出, 并共生有磷铝矾和高岭石矿物, 为研究本区绿松石矿床特点提供依据。

明矾是一种可以改良粉条粉丝易断粗糙特性的违法添加剂, 明矾的含量过高进入人体后会直接影响身体健康。 结合太赫兹光谱技术探索红薯淀粉中明矾含量快速检测方法。 采用太赫兹时域光谱系统(Terahertz time domain spectroscopy, THz-TDS)于常温下获取0.5～7 THz范围内红薯淀粉、 明矾及其混合物的光谱数据。 因0～0.5 THz测得的频谱均为噪声, 高频段区域的吸收系数大、 信噪比低, 故选取0.5～2 THz波段的吸收系数谱和折射率谱进行分析。 发现明矾在该波段存在明显的特征吸收峰, 可作为指纹特征用于物质识别。 分别采用Savitzky-Golay卷积平滑（SG Smoothing, SG 平滑）、 基线校正（Baseline）、 归一化（Normalization）等方法进行光谱预处理, 再结合偏最小二乘(partial least squares, PLS)对红薯淀粉中明矾含量建立预测模型。 结果表明, 采用原始光谱、 SG 平滑、 Baseline、 Normalization等光谱数据建立PLS模型的最佳因子数（principal component factors）分别为3, 3, 3和2; 校正集相关系数（ｒc）分别为0.982, 0.980, 0.982和0.984; 预测集相关系数（rp）分别为0.982, 0.979, 0.982和0.987; 校正集均方根误差（root mean square error of calibration, RMSEC）分别为0.011, 0.012, 0.012和0.011; 预测集均方根误差（root mean square error of prediction, RMSEP）分别为0.013, 0.014, 0.013和0.012; 可知归一化预处理后建立PLS模型效果最佳。 为对比分析线性（PLS）与非线性（LS-SVM）两种定量模型方法的预测精度, 采用相同预处理方法后的红薯淀粉中明矾含量光谱数据建立最小二乘支持向量机（least squares support vector machine, LS-SVM）预测模型, 选用径向基函数（RBF）作为核函数。 结果表明, 归一化预处理后建立LS-SVM模型效果最佳, 其预测集均方根误差（RMSEP）为0.0047, 预测集相关系数（rp）为0.997 2。 发现对红薯淀粉中明矾含量建立LS-SVM预测模型的稳定性更好、 精确度更高。 采用太赫兹时域光谱结合LS-SVM和PLS对红薯淀粉中明矾含量进行定量分析。 结果表明, 采用归一化预处理后的LS-SVM比PLS模型的预测效果更优, 可能是红薯淀粉与明矾混合物中含有更多的非线性信息。 研究表明, 太赫兹时域光谱结合化学计量学方法可为红薯淀粉中明矾含量的定量分析提供快速精确的分析方法。

胶矾水是中国传统书画修复和装裱材料, 但过量使用明矾会引起宣纸不同程度的酸化。 为了解胶矾水中明矾对宣纸中不同成分的影响, 明确传统胶矾水中明矾用量范围, 减少其对宣纸的危害, 采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线衍射(XRD)研究了明矾对宣纸中纤维素和碳酸钙的影响, 并将傅里叶退卷积和二阶导曲线拟合的方法引入研究明矾对宣纸中明胶蛋白质二级结构的影响。 XRD和ATR-FTIR结果表明明矾会不同程度溶解纸张中的结晶纤维素、 非结晶纤维素和CaCO3(生成CaSO4), 在明矾浓度超过5 Wt%后成分变化最剧烈。 傅里叶退卷积和二阶导曲线拟合结果表明明矾会使宣纸中明胶蛋白质二级结构改变, 使α-螺旋结构、 β-转向结构和γ-随机结构向β-折叠结构转变。 在明矾浓度超过5 Wt%后, 蛋白质二级结构发生剧烈变化。 研究得出了明矾对宣纸中不同成分的影响, 在最小干预的文物保护原则基础上给出了明矾用量范围, 为纸质文物中蛋白质二级结构研究引入了一种新方法, 扩大了ATR-FTIR在纸质文物中的研究和应用范围。

应用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对红薯淀粉中的添加剂明矾进行了实验研究, 获得了红薯淀粉和明矾的太赫兹时域光谱和频域光谱, 通过计算得到二者的吸收系数谱和折射率谱, 吸收系数谱显示明矾在太赫兹波段有明显的特征吸收峰, 可以用THz-TDS技术对淀粉中的明矾进行特征识别。 实验获得了红薯淀粉中掺杂不同百分比(质量分数)明矾的太赫兹时域光谱, 计算得到吸收系数谱和折射率谱, 发现随着明矾含量的增加吸收峰的幅度下降, 折射率逐渐下降, 说明THz-TDS技术可以用于淀粉中明矾的定性识别和定量检测。

利用激光显微拉曼光谱仪，对市场上俗称“鸡血石”的6块产地不同的样品进行测试分析。测试得到6块样品的特征拉曼光谱，可为无损鉴定提供一定参考。临安市昌化镇玉岩山的3块鸡血石样品的“血”为同一种矿物，均为辰砂（HgS）；“地”包括地开石、高岭石、明矾石或石英等不同的矿物成分。临安市潜川镇紫溪村的鸡血石样品“血”为赤铁矿（α-Fe2O3），“地”为纯度较高的地开石。桂林鸡血石样品“血”为赤铁矿，而“地”是硬度较高的石英。贵州鸡血石样品的“血”是辰砂，“地”是黑色、灰色的碳酸盐矿物。各样品测得的X 射线粉晶衍射数据结果与激光显微拉曼光谱数据一致。

紫金山金铜矿是我国大陆首例高硫化型浅成低温热液型矿床。 矿床上金下铜， 金矿主要赋存在潜水面以上， 与强硅化有关； 铜矿主要赋存于潜水面之下， 与明矾石化有关。 明矾石有四种产出状态， 分别为蚀变岩型、 与铜硫化物共生型、 后期脉状、 粉末状。 不同产出状态的明矾石具有不同的拉曼光谱特征和荧光散射背景。 明矾石流体包裹体激光拉曼谱图显示： （1）从蚀变岩型、 与铜硫矿化物共生型到后期脉状明矾石均具有明矾石特征性的谱带， 只是受荧光散射影响逐渐减弱； 粉末状明矾石具有与前三者不同的谱带特性， 各谱带强度均较弱， 荧光散射较强烈。 （2）100～700 cm-1区间谱带可作为明矾石分子结构中阳离子类质同象置换的“指纹谱带”。 蚀变岩型明矾石， 161和234 cm-1峰变化明显， 具有较广泛的Na对K的类质同象置换； 与铜硫化物共生的明矾石， 381和484 cm-1峰变化明显， 指示Cu和Ga等阳离子对Al离子的类质同象置换； 后期脉状明矾石， 161, 234， 484， 508 cm-1峰值均比较稳定， Na对K和Si对Al的类质同象置换较少； 潜水面附近的粉末状明矾石因荧光散射强烈， 各个谱带强度均较弱。 （3）明矾石的激光拉曼光谱和红外光谱配合使用， 可为明矾石矿物研究提供完整的分子振动光谱特征， 为明矾石的成因提供结构信息。 在岩相学、 矿相学、 矿床地质、 矿床地球化学、 区域地质特征研究的基础上， 通过明矾石的激光拉曼光谱（结合荧光散射背景）可进一步为紫金山金铜矿这个典型的高硫化型浅成低温热液矿床的形成机制提供演化进程信息。

通过红外光谱（IR）和X射线粉晶衍射（XRD）对紫金山金铜矿中火山机构的不同部位、 不同形态明矾石的组成物相、 结构特征进行了研究。 实验结果表明, 该矿中明矾石的红外光谱吸收峰沿北西向成矿带从火山口向外有逐渐减弱的趋势; 明矾石的（006）和（004）晶面发育程度及晶胞参数大小显示从火山口沿北西向成矿带均有逐渐增加的趋势。 结合电子探针分析结果, 进一步得出该矿中明矾石的红外光谱及XRD特征主要与火山机构中不同部位明矾石中钾的含量有关, 火山口附近温度较高, 有利于钠对钾的类质同象替换, 具有较高含量的钠, 钾含量相对较低, 而远离火山口温度较低, 不利于钠对钾的类质同象替换, 钠含量较低, 钾含量相对较高。