黃綠色明礬石玉作為近年來市場上新出現(xiàn)的玉石品種,目前有關(guān)其寶石礦物學(xué)特征的研究相對不足,為其科學(xué)鑒定和質(zhì)量評價(jià)造成一定困難。為此,本文采用紅外光譜、X射線粉晶衍射、拉曼光譜、掃描電鏡、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜及紫外可見光譜等測試技術(shù),從礦物組成、顯微結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等方面對黃綠色明礬石玉進(jìn)行系統(tǒng)研究,并分析其顏色成因。結(jié)果表明:黃綠色明礬石玉的主要礦物組成為明礬石,未見其他礦物成分;玉石整體呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),粒尺寸小于5μm,這是樣品呈現(xiàn)細(xì)膩玉石質(zhì)感的主要原因,但由于缺少如纖維狀或鱗片狀交織結(jié)構(gòu),韌性相對較差;黃綠色明礬石玉主要化學(xué)成分為O、Al、S、K,此外過渡金屬元素V、Fe、Cr含量較高,平均含量分別為23591.52μg/g、4717.99μg/g、2077.67μg/g,結(jié)合紫外可見光譜測試存在的500nm以下和以826nm為中心的吸收,認(rèn)為其黃綠色形成與V³⁺、Cr³⁺和Fe³⁺進(jìn)入明礬石晶格中類質(zhì)同相替代Al³⁺有關(guān);明礬石玉黃褐色風(fēng)化皮結(jié)構(gòu)相對較粗,主要組成礦物為明礬石和石英,含少量針... 

【文章來源】：巖礦測試. 2020,39(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

明礬石玉樣品的(a)紅外光譜及(b)粉晶衍射譜圖

近年來,玉石市場新出現(xiàn)了一種黃綠色明礬石質(zhì)玉,該種玉石顏色鮮艷且結(jié)構(gòu)細(xì)膩,受到很多商家和消費(fèi)者的關(guān)注。前人雖圍繞明礬石的成因產(chǎn)狀、晶體結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)以及譜學(xué)特征等方面開展了大量研究[7-16],但有關(guān)其在寶石礦物學(xué)領(lǐng)域的研究相對較少,且主要集中于雞血石的分類和綠松石相似品的鑒定篩查方面。如戴慧等[17]、韓孝朕等[18]分別采用紅外光譜、粉晶衍射和拉曼光譜等不同手段對昌化雞血石進(jìn)行分析研究,指出昌化雞血石中存在以明礬石和石英為“地”的品種,其中的明礬石呈半自形粒狀,尺寸0.03～0.1mm,此外含少量黃鐵礦和鏡鐵礦;孫麗華等[19]曾采用紅外光譜、拉曼光譜、粉晶衍射配合掃描電鏡等手段對兩種黃綠-黃褐色的綠松石相似玉石進(jìn)行測試,結(jié)果顯示其主要礦物成分為明礬石和磷灰石,鏡下粒度小于10μm;陳全莉等[20]采用紅外光譜配合粉晶衍射的方法對白色和黃色系綠松石“伴生礦”進(jìn)行研究,結(jié)果顯示均為明礬石群礦物,其中白色系樣品主要成分為磷鋁釩和磷鈣鋁釩,黃色系樣品主要為鈉明礬石。由此可見,由于明礬石玉問世時(shí)間較短,目前尚未有將明礬石玉作為一個(gè)獨(dú)立玉石品種開展系統(tǒng)研究的報(bào)道,其各項(xiàng)寶石礦物學(xué)特征尚不明確,這不僅為該種玉石的鑒定和科學(xué)評價(jià)造成一定困難,也限制了明礬石玉資源的進(jìn)一步開發(fā)利用。鑒于此,本文首先采用紅外光譜(FTIR)和X射線粉晶衍射(XRD)對黃綠色明礬石玉進(jìn)行礦物成分研究,進(jìn)而借助偏光顯微鏡配合激光拉曼光譜和掃描電鏡(SEM)的手段分析其顯微結(jié)構(gòu)特征及加工性能,最后結(jié)合能譜(EDS)、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)和紫外可見光譜(UV-Vis)對其化學(xué)成分和顏色成因進(jìn)行深入分析及討論,以期為明礬石質(zhì)玉的科學(xué)鑒定、評價(jià)和進(jìn)一步開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支持。

對兩件原石樣品進(jìn)行薄片觀察可以發(fā)現(xiàn),黃綠色主體部分的明礬石顆粒細(xì)小,總體呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),局部呈細(xì)小的毛氈狀纖維交織結(jié)構(gòu),單偏光下明礬石呈白-淡黃色,正交偏光下最高干涉色二級藍(lán)(圖3a、b);明礬石玉靠近外皮處結(jié)構(gòu)相對較粗,并可見明顯的鐵錳質(zhì)礦物不規(guī)則浸染現(xiàn)象(圖3c、d),由于浸染的鐵錳質(zhì)礦物常呈無定形膠體態(tài),顆粒尺寸極小(可達(dá)納米級),因此其浸染面積雖大但總含量低,在紅外光譜、粉晶衍射中難以識別[28-30];在外皮中還可觀察到不規(guī)則分布的無色細(xì)脈,脈中夾雜有半自形-他形粒狀無色礦物,正低突起,正交偏光下干涉色一級白(圖3e、f),利用顯微激光拉曼光譜測試,其特征拉曼峰位于128、208、356、395和464cm-1(圖4a),與“RRUFF”礦物譜學(xué)數(shù)據(jù)庫(https://rruff.info)中石英拉曼特征峰基本一致,結(jié)合紅外光譜和粉晶衍射同樣檢測到外皮中石英的存在,因此判斷其為石英脈;此外,在外皮部分可見呈不規(guī)則破碎狀的紅褐色礦物和極少量不規(guī)則黑色礦物分布其中(圖3g、h),經(jīng)拉曼光譜測試紅褐色礦物拉曼特征峰位于243、300、399、564和1359cm-1(圖4b),黑色礦物拉曼峰位于146、401、520、642cm-1(圖4c),通過與“RRUFF”礦物譜學(xué)數(shù)據(jù)庫對比,確定前者為針鐵礦,后者為銳鈦礦。兩者之中,針鐵礦周圍的暈染現(xiàn)象明顯,因此認(rèn)為以針鐵礦為主的表生成因褐鐵礦浸染是黃褐色外皮的主要顏色來源,這也與其他多種玉石外皮的次生黃褐色的致色機(jī)理相一致[31-34]。銳鈦礦作為一種低溫?zé)嵋寒a(chǎn)物,常溫常壓下穩(wěn)定[1,35],推測其形成于明礬石玉的圍巖環(huán)境中,由風(fēng)化作用導(dǎo)致其在明礬石玉外皮沉積所致,銳鈦礦周圍無浸染現(xiàn)象,對外皮顏色基本無貢獻(xiàn)。圖4 明礬石玉風(fēng)化皮中礦物包裹體的拉曼光譜圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3087992