楊軍+趙素鵬+李映華+李月

摘 要：寶玉石鑒定的特點(diǎn)是無損鑒定，即在寶玉石不受任何損傷的情況下測(cè)試寶玉石的物理、化學(xué)特性。除了對(duì)寶玉石原料和遇到特殊情況外，不得隨意進(jìn)行損傷性測(cè)試。雖然有經(jīng)驗(yàn)的寶石學(xué)家和從業(yè)人員憑肉眼便可對(duì)某些寶石鑒別，但在多數(shù)情況下，尤其是對(duì)一些外觀極相似的寶玉石，仍需要借助放大設(shè)備和某些常規(guī)儀器檢測(cè)寶玉石的物理、化學(xué)等各項(xiàng)特征，從而予以正確的名稱。重點(diǎn)闡述了鈉長石玉的寶石學(xué)特征、鈉長石玉與相似玉石在紅外光譜儀下的鑒別特征。

關(guān)鍵詞：鈉長石玉；寶石學(xué)特征；紅外光譜儀；玉石

中圖分類號(hào)：P619.281 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.008

鈉長石玉，英文名稱為albite jade，俗稱“水沫子”，是近年來才被發(fā)掘的新品種。其特點(diǎn)是水頭好，常帶有藍(lán)或綠色飄花，外觀看上去十分漂亮，貌似飄花玻璃種翡翠。目前，由于翡翠資源匱乏，水沫子的形質(zhì)具備寶石美麗、稀少、耐久的特征，逐漸被人們接受和喜愛。

1 鈉長石玉的寶石學(xué)特征

對(duì)鈉長石玉外觀進(jìn)行觀察，其光澤一般是油脂至玻璃，顏色有灰白、灰綠白、灰綠、白色、無色等，為半透明到透明；內(nèi)部常含有一些不透明的白色團(tuán)狀物，稱為“白腦”。在對(duì)樣品的測(cè)試中用到的常規(guī)儀器有10倍放大鏡、寶石顯微鏡、折射儀、偏光鏡、二色鏡、分光鏡、紫外燈和天平等，以及一些大型儀器，比如Χ射線衍射儀、紅外光譜儀和拉曼光譜儀等，從而對(duì)樣品進(jìn)行多方面、多角度的分析測(cè)定。

1.1 常規(guī)儀器測(cè)試

1.1.1 折射率

在國標(biāo)中，鈉長石玉的折射率為1.52～1.54，點(diǎn)測(cè)法測(cè)量常為1.52～1.53.在實(shí)驗(yàn)過程中，用折射儀對(duì)“鈉長石玉”的半成品進(jìn)行多次測(cè)量，采用點(diǎn)測(cè)法測(cè)定，結(jié)果為1.52～1.54，平均為1.53.

1.1.2 偏光鏡

用偏光鏡觀察不同的鈉長石玉樣品（樣品都為半透明），由于其為多晶質(zhì)礦物集合體，任何位置上總有部分小晶粒是非均質(zhì)體，消光位置不同，所以，在視域下始終保持全亮。

1.1.3 分光鏡

用分光鏡對(duì)幾塊鈉長石玉樣品進(jìn)行觀察，未能見到特征吸收光譜。

1.1.4 紫外熒光燈

利用紫外熒光燈對(duì)不同的鈉長石玉樣品進(jìn)行熒光觀察，未見到紫外熒光。

1.1.5 查爾斯濾色鏡

鈉長石玉在查爾斯濾色鏡下不變色。

1.1.6 密度

在國標(biāo)中鈉長石玉的密度為2.60～2.63 g/cm3，利用靜水力學(xué)法對(duì)鈉長石玉樣品進(jìn)行密度測(cè)定，其密度值為2.578～2.856 g/cm3，平均值為2.673 g/cm3。

1.1.7 硬度

采用刻劃對(duì)比的方法對(duì)鈉長石玉的相對(duì)硬度進(jìn)行了測(cè)定，用瑪瑙、玻璃、黑耀巖及翡翠分別與鈉長石玉進(jìn)行刻劃對(duì)比。瑪瑙、玻璃、黑耀巖、翡翠的硬度分別為6.5，5.5，5，6.5～7.研究發(fā)現(xiàn)，鈉長石玉易被翡翠劃出痕跡，也能夠被瑪瑙刻劃出輕微的痕跡，這說明其硬度略小于瑪瑙；用鈉長石玉去刻劃玻璃和黑耀巖，均能其上留下輕微劃痕，這說明硬度略大于玻璃等物質(zhì)，因此，鈉長石玉的摩氏硬度為6左右。

1.1.8 其他

鈉長石玉顏色多樣，有灰白、灰綠白、灰綠、白色、無色等，光澤為油脂至玻璃光澤，呈參差狀斷口，具有{001}完全解理。但這些只能在鑒定中起輔助作用，通常寶石鑒定是無損鑒定，對(duì)于寶石成品不采用破壞測(cè)試手段。

1.2 鈉長石玉的礦物學(xué)特征

通過偏光顯微鏡對(duì)鈉長石玉樣品的觀察，發(fā)現(xiàn)其主要礦物成分為鈉長石，其次有少量輝石礦物和閃石類礦物。巖石的總體結(jié)構(gòu)為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，局部為斑狀變晶結(jié)構(gòu)。

鈉長石含量在90%左右，半自形或他形粒狀，無色透明，低負(fù)突起，干涉色1級(jí)灰白。解理有些發(fā)育，有些不發(fā)育，聚片雙晶在大部分薄片中不發(fā)育，在少數(shù)薄片中發(fā)育。此外，在少數(shù)薄片中可見到兩個(gè)世代的鈉長石，第一世代鈉長石呈半自形斑晶形式出現(xiàn)，粒度較粗，一般在1～3 mm；第二世代鈉長石，粒度較小，多呈他形，一般為0.01～0.1 mm。由此可見，存在第二世代細(xì)粒鈉長石呈細(xì)脈或網(wǎng)脈狀穿插交代第一世代粗粒鈉長石的現(xiàn)象。

輝石類含量很少，占2%～5%，薄片中無色，呈粒狀或短柱狀，自形或半自形，中一高正突起，解理發(fā)育，可見典型的兩組正交的輝石型解理，干涉色為二級(jí)藍(lán)綠或黃綠，有時(shí)可達(dá)三級(jí)，肉眼所見的“白腦”在鏡下均為輝石，其粒度為0.02～1 mm，具體種屬在鏡下難以確定。

閃石類含量較少，占5%～8%，薄片中呈無色、淺黃綠、淺褐黃、淺藍(lán)色等，中正突起。晶體形態(tài)有兩類，一類為柱狀，多色性不明顯，自形或半自形，可見典型的閃石型兩組斜交的菱形解理，干涉色為二級(jí)黃、藍(lán)綠，其粒度為0.02～0.8 mm；另一類為針狀或毛發(fā)狀，有時(shí)集合成放射狀，呈淺藍(lán)色，具強(qiáng)多色性，干涉色為二級(jí)黃綠。閃石類礦物是此類玉種“ 飄藍(lán)花”的主要原因。

對(duì)鈉長石玉樣品中做Χ光衍射分析，結(jié)果顯示，淺色部分主要為典型的鈉長石。取鈉長石玉樣品中的“白腦”部分做Χ光衍射分析，結(jié)果顯示主要為硬玉；取鈉長石玉標(biāo)本中的深色部分粉末做Χ光衍射分析，結(jié)果顯示主要為鎂鈉鐵閃石。

2 紅外光譜儀

紅外光譜分析寶石礦物的原理是物質(zhì)的分子在紅外線的照射下，吸收與其分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率一致的紅外光，利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收對(duì)珠寶玉石的組成或結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性或定量分析。主要方法有直接透射法、直接反射法、顯微紅外光譜法、粉末透射法。

在紅外光譜分析中，波數(shù)400～4 000 cm-1（波長2.5～25 μm）的中紅外區(qū)域是寶石學(xué)應(yīng)用和研究最廣泛的光譜區(qū)域。通常將中紅外區(qū)再細(xì)分為兩個(gè)區(qū)，即基團(tuán)（官能團(tuán)）頻率區(qū)和指紋區(qū)。1 500～4 000 cm-1為基團(tuán)頻率區(qū)，該區(qū)出現(xiàn)的特征紅外吸收譜帶只與特定基團(tuán)振動(dòng)有關(guān)，而與該基團(tuán)所在的物質(zhì)無關(guān)，通常用于鑒別寶石中可能存在的基團(tuán)。400～1 500 cm-1為指紋區(qū)，指紋頻率不是起源于某個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)，而是由整個(gè)分子或分子的一部分振動(dòng)產(chǎn)生的，與分子的結(jié)構(gòu)有關(guān)的結(jié)構(gòu)不同的分子，顯示不同的紅外吸收譜帶。因此，可以通過特定的紅外圖譜來識(shí)別特定的分子結(jié)構(gòu)，從而鑒定寶石品種。

所用的實(shí)驗(yàn)儀器如下：

型號(hào)：VARIAN 640IR

光譜范圍：375～7 800 cm-1

分辨率：優(yōu)于1 cm-1和0.7 cm-1（未切趾）

波數(shù)精度：<0.01 cm-1

配備30°漫反射附件

3 在紅外光譜儀下的鑒別

在當(dāng)今的玉石市場(chǎng)上，經(jīng)常會(huì)見到各種各樣的仿冒翡翠玉石，鈉長石玉便是其中一個(gè)，必須加以識(shí)別。目前，因鈉長石玉美麗的外觀以及所具有的寶石學(xué)特征，市場(chǎng)前景十分樂觀，因此，我們應(yīng)對(duì)其加以重視。在這里主要討論利用紅外光譜儀鑒定。市場(chǎng)上較為常見、易與鈉長石玉混淆的品種有翡翠、軟玉、符山石、獨(dú)山玉、石英巖、蛇紋石玉等。

3.1 鈉長石玉

圖1為用紅外反射法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試的圖譜，鈉長石的紅外特征譜帶位于1 150 cm-1、1 090 cm-1、1 033 cm-1、990 cm-1、784 cm-1、758 cm-1、740 cm-1、720 cm-1、640 cm-1、604 cm-1、584 cm-1、526 cm-1、470 cm-1、460 cm-1、420 cm-1、395 cm-1、383 cm-1、372 cm-1、333 cm-1波數(shù)。如圖1可見，樣品的特征吸收峰位于1 145 cm-1、1 086 cm-1、1 038 cm-1、1 003 cm-1、785 cm-1、719 cm-1、649 cm-1、599 cm-1、534 cm-1、479 cm-1、418 cm-1波數(shù)，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜的峰值大致相同。其中，1 086 cm-1、1 145 cm-1屬于Si-O的伸縮振動(dòng)，1 003 cm-1、1 038 cm-1屬于Si（Al）-O的伸縮振動(dòng)，785 cm-1屬于Si-Si的伸縮振動(dòng)，719 cm-1屬于Si-Al（Si）伸縮振動(dòng)，599 cm-1、649 cm-1屬于O-Si（Al）-O的彎曲振動(dòng)，479 cm-1、534 cm-1是O-Si-O彎曲振動(dòng)與Na-O伸縮振動(dòng)之耦合，418 cm-1屬于Si-O-Si的彎曲振動(dòng)。

3.2 翡翠

3.2.1 翡翠的化學(xué)成分

純凈的硬玉的化學(xué)成分可用化學(xué)式 NaAl（Si206）來表示，但天然產(chǎn)出的翡翠中的硬玉常含有少量的能導(dǎo)致翡翠產(chǎn)生顏色的雜質(zhì)元素，比如 Fe、Cr、Mn等過渡元素。組成白色翡翠中硬玉化學(xué)成分非常純凈，接近于上述的理想化學(xué)式，其各種化學(xué)元素的含量（WB%）為：Na2 O為15.4、A12O3為25.2、Si02為59.4.但天然產(chǎn)出的硬玉常含有多種雜質(zhì)元素或固溶體成分，含量較高的常見的雜質(zhì)元素為Ca、Mg、Fe、Cr。其中，Ca、Mg、Fe 可看作為綠輝石的化學(xué)成分，Cr可看作為鈉鉻輝石的化學(xué)成分，鉻含量高的硬玉，可以看成鈉鉻輝石與硬玉形成的固溶體；Ca、Mg、Fe 含量高的硬玉，可以看成綠輝石與硬玉形成的固溶體。

3.2.2 翡翠的紅外光譜

翡翠的紅外光譜圖如圖2所示。

在圖2中，樣品的紅外反射光譜位于1 081 cm-1、950 cm-1、850 cm-1、662 cm-1、586 cm-1、529 cm-1、468 cm-1、431 cm-1吸收峰即如圖3中樣品位于的1 162 cm-1、1 077 cm-1、969 cm-1、848 cm-1、584 cm-1、525 cm-1、470 cm-1、429 cm-1吸收峰基本是一致的，該吸收譜帶是組成翡翠的主要礦物的伸縮和彎曲振動(dòng)。1 077 cm-1、1 081 cm-1、1 162 cm-1屬于Si-O-Si的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，950 cm-1、969 cm-1屬于O-Si-O的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，848 cm-1、850 cm-1屬于O-Si-O的對(duì)稱伸縮振動(dòng)，584 cm-1、586 cm-1、662 cm-1屬于Si-O-Si的對(duì)稱伸縮振動(dòng)，468/ cm-1、470 cm-1、525 cm-1、529 cm-1屬于Si-O的彎曲振動(dòng)，4 429 cm-1、431 cm-1屬于Na-O的彎曲振動(dòng)。

圖4中樣品的紅外透射光譜吸收峰位于2 503 cm-1、2 705 cm-1、2 845 cm-1、2 920 cm-1，這是正常翡翠表面常有的石蠟的C-H伸縮振動(dòng)吸收譜帶。圖5中樣品的紅外透射光譜形成2 323 cm-1、2 424 cm-1、2 485 cm-1、2 538 cm-1、2 591 cm-1波數(shù)的吸收峰，呈手指形狀，反映樹脂膠中苯中苯環(huán)上C-H鍵的振動(dòng)吸收。這是因B貨翡翠對(duì)紅外光的吸收更為強(qiáng)烈時(shí)，除了指狀峰外其他的峰系都消失了，并在透過區(qū)變窄。

3.3 軟玉

3.3.1 軟玉的化學(xué)成分和礦物組成

軟玉是由纖維狀的透閃石或含鐵透閃石、陽起石微晶為主的集合體，由于組成的礦物顆粒細(xì)小，且相互交織成毛氈狀的結(jié)構(gòu)，因此，韌性較強(qiáng)。透閃石是一種含水的鈣鎂硅酸鹽，其化學(xué)成分為Ca2Mg5（Si4O11）2（OH，F(xiàn)）2，其中的Mg2+被Fe2+替代后，會(huì)形成陽起石[Ca2（Mg，F(xiàn)e）5（Si4O11）2（OH，F(xiàn)）2]，純凈的透閃石無色，如含有少量的Fe2+則會(huì)產(chǎn)生不同色調(diào)的綠色。陽起石為草綠一灰綠色。

3.3.2 軟玉的紅外光譜圖

圖6為樣品的紅外反射光譜圖，其吸收峰位于1 040 cm-1、997 cm-1、916 cm-1、759 cm-1、682 cm-1、544 cm-1、511 cm-1、458 cm-1、413 cm-1波數(shù)，與透閃石的標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖相似。1 040 cm-1波數(shù)的譜帶歸屬Si-O-Si的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，997 cm-1波數(shù)的譜帶歸屬O-Si-O的對(duì)稱伸縮振動(dòng)，916 cm-1屬于Si-O對(duì)稱伸縮振動(dòng)，682 cm-1、759 cm-1屬于Si-O-Si的對(duì)稱伸縮振動(dòng)，458 cm-1、511 cm-1、544 cm-1屬于Si-O的彎曲振動(dòng)，413 cm-1屬于M-O的晶格振動(dòng)（M代表不同的陽離子）。

3.4 符山石

3.4.1 符山石的礦物組成

符山石是一種復(fù)雜的硅酸鹽[Ca10Mg2Al4（Si2O7）2（SiO4）5（OH）4]， 符山石玉的礦物成分主要是符山石和鈣鋁榴石。

3.4.2 符山石玉的紅外光譜

符山石玉的紅外光譜圖如圖7所示。

圖7樣品的紅外反射光譜的峰位分別為1 032 cm-1、967 cm-1、917 cm-1、606 cm-1、572 cm-1、494 cm-1、441 cm-1、412 cm-1波數(shù)，該峰值與符山石的紅外標(biāo)準(zhǔn)光譜峰值基本一致。其中，917 cm-1、967 cm-1、1 032 cm-1吸收峰可歸屬為Si-O-Si非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，494 cm-1、572 cm-1、606 cm-1吸收峰則屬于Si-O彎曲振動(dòng)，而412 cm-1、441 cm-1屬于M-O的伸縮振動(dòng)（M代表不同陽離子）。一般情況下，符山石在630～730 cm-1范圍會(huì)出現(xiàn)Si-O-Si的橋伸縮振動(dòng)的鋁吸收帶，且伸縮振動(dòng)的頻率變化與Si-O-Si橋的鍵角有關(guān)，鍵角越大，頻率越高。

3.5 獨(dú)山玉

3.5.1 獨(dú)山玉的化學(xué)成分和礦物組成

獨(dú)山玉的礦物組成主要為斜長石（NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8）和黝簾石（Ca2Al3Si3O12OH），斜長石含量為20%～40%，黝簾石含量為50%～70%. 其次為輝石，含鉻綠泥石或鉻云母、綠簾石、黑云母和少量的陽起石、方解石和絹云母等礦物。由于獨(dú)山玉組成礦物的種類和含量變化都較大，所以，獨(dú)山玉的化學(xué)成分和物理性質(zhì)也不固定。

3.5.2 綠色獨(dú)山玉的紅外光譜

獨(dú)山玉的紅外反射光譜圖如圖8所示。

圖8中樣品的紅外反射光譜的峰位分別為1 149 cm-1、1 021 cm-1、940 cm-1、755 cm-1、725 cm-1、625 cm-1、587 cm-1、540 cm-1、455 cm-1。其中，940 cm-1、1 021 cm-1、1 149 cm-1屬于非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，540 cm-1、587 cm-1、625 cm-1、725 cm-1、755 cm-1屬于O-Si-O的伸縮振動(dòng)，而455 cm-1屬于O-Si-O的彎曲振動(dòng)。

3.6 石英巖

圖9中樣品的紅外反射光譜吸收峰位于1 205 cm-1、1 092 cm-1、800 cm-1、780 cm-1、689 cm-1、542 cm-1、490 cm-1波數(shù)，它與標(biāo)準(zhǔn)圖譜的吸收峰1 170 cm-1、1 080 cm-1、800 cm-1、782 cm-1、698 cm-1、513 cm-1、462 cm-1的波數(shù)相似。1 092 cm-1、1 205 cm-1屬于Si-O的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，689 cm-1、780 cm-1、800 cm-1屬于Si-O-Si的對(duì)稱伸縮振動(dòng)，490 cm-1、542 cm-1屬于Si-O的彎曲振動(dòng)。

3.7 蛇紋石玉

3.7.1 蛇紋石玉的礦物組成特點(diǎn)

蛇紋石玉的礦物成分以蛇紋石為主，含有數(shù)量不等的透閃石、滑石、方解石、磁鐵礦、硫化物等次要礦物。蛇紋石是一種含水的鎂質(zhì)硅酸鹽，化學(xué)式為Mg3Si2O5（OH）4，其中，Mg常會(huì)被Fe、Ni、Mn、Cr、Al等替代，F(xiàn)-則可替代結(jié)構(gòu)中的OH-。當(dāng)這些雜質(zhì)元素含量高時(shí)，可形成不同的變種，并產(chǎn)生物理性質(zhì)的變化，比如顏色等。蛇紋石是一

種典型的熱液蝕變的礦物，蛇紋石玉主要與強(qiáng)烈蛇紋石化的大理巖、超基性巖有關(guān)。

3.7.2 蛇紋石玉的紅外光譜

蛇紋石玉的紅外反射光譜圖如圖10所示。圖10中樣品的紅外反射光譜的峰位分別為1 048 cm-1、670 cm-1、560 cm-1、482 cm-1。在1 048 cm-1應(yīng)為Si-O-Si的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，在400～704 cm-1范圍內(nèi)，670 cm-1吸收峰為Si-O-Si的對(duì)稱伸縮振動(dòng)，560 cm-1吸收譜帶歸屬為Mg-O晶格振動(dòng)模式，482 cm-1吸收譜帶歸屬為Si-O的彎曲振動(dòng)。

3.8 紅外吸收譜帶的比較

鈉長石玉與相似玉石的紅外特征譜帶比較結(jié)果如表1所示。

4 結(jié)束語

本文重點(diǎn)介紹了鈉長石玉與相似玉石在紅外光譜儀下的鑒別特征。玉石品種繁多，每一種玉石有不同的顏色、質(zhì)地以及變化的物理性質(zhì)及化學(xué)組成，所以，在實(shí)際鑒定工作中，要注重經(jīng)驗(yàn)的積累和對(duì)各種常規(guī)儀器的靈活運(yùn)用，結(jié)合紅外光譜儀對(duì)鑒定結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)定論。

參考文獻(xiàn)

[1]張培莉.系統(tǒng)寶石學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[2]王時(shí)麒，俞寧，王佩英.翡翠市場(chǎng)“四大殺手”[J].珠寶科技，2002，14（01）.

[3]郭立鶴，韓景儀，羅紅宇.寶石的紅外反射光譜及紅外光譜鑒定系統(tǒng)[J].巖石礦物學(xué)雜志，2006，25（04）.

[4]劉世敏.現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)在寶玉石檢測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景[J].礦物測(cè)試，2006，25（01）.

〔編輯：張思楠〕