談秋敏，雷 霆，何麗佳，阮 琳，阮青鋒

(桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

1 引言

薔薇輝石玉是常見(jiàn)的中檔玉石材料，一般呈深或淺粉紅色，常見(jiàn)黑色錳氧化物，市場(chǎng)上稱之為“京粉翠”或“桃花石”，在我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)又稱之為玫瑰石。多為致密塊狀集合體，粒狀結(jié)構(gòu)，組成礦物包括薔薇輝石、石英以及部分脈狀或點(diǎn)狀的黑色氧化錳[1]。薔薇輝石玉主要產(chǎn)自巴西、中國(guó)、美國(guó)、瑞典、俄羅斯等國(guó)家[2]，國(guó)內(nèi)薔薇輝石玉的主要產(chǎn)地包括北京、新疆、陜西、吉林、青海、四川等地。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中較為常見(jiàn)的薔薇輝石玉大都產(chǎn)自新疆、北京，價(jià)格較低；少量的來(lái)自巴西，因其顏色較深，價(jià)格偏高。

薔薇輝石玉的品質(zhì)及價(jià)格主要是根據(jù)質(zhì)地、顏色、光澤、透明度、形態(tài)及工藝等因素進(jìn)行綜合考慮。玉石中黑色的點(diǎn)狀、脈狀紋路所構(gòu)成的藝術(shù)畫(huà)面，是薔薇輝石玉的特點(diǎn)之一，對(duì)其市場(chǎng)價(jià)格有一定的影響。不同產(chǎn)地薔薇輝石玉的特征差異導(dǎo)致其品質(zhì)和市場(chǎng)價(jià)格的差異[3]。因此，了解各產(chǎn)地薔薇輝石玉的特征，將有助于薔薇輝石玉的品質(zhì)鑒別與評(píng)價(jià)。

薔薇輝石玉形成的地質(zhì)條件差異導(dǎo)致其可能的礦物組合也有不同，如浙江遂昌區(qū)域變質(zhì)成因的薔薇輝石玉富含鎂質(zhì)礦物[4]，遼寧八家子和湖南柿竹園的薔薇輝石玉中常見(jiàn)錳鋁榴石[5]；北京薔薇輝石玉的次要礦物包括石榴子石、石英和碳酸鹽礦物[2]；而青海烏蘭縣的薔薇輝石玉中主要礦物為鈣薔薇輝石，次要礦物包括錳鋁榴石、透閃石、綠簾石、黝簾石、石英等多種礦物[3]。因此，通過(guò)探究不同產(chǎn)地薔薇輝石玉的礦物組成有助于區(qū)分不同產(chǎn)地的樣品。

已有的研究文獻(xiàn)主要是針對(duì)北京[2,3,6]、遼寧[7]和陜西等地的薔薇輝石玉，而巴西、中國(guó)新疆等地產(chǎn)出且近年在市場(chǎng)上較為流通的薔薇輝石玉的特征信息較少，故本次研究以市場(chǎng)中常見(jiàn)的巴西、新疆薔薇輝石玉為研究對(duì)象，通過(guò)樣品的寶玉石學(xué)特征、結(jié)構(gòu)及礦物組成、薔薇輝石的成分分析，探索不同產(chǎn)地薔薇輝石玉的差異；通過(guò)樣品紅外光譜曲線的形狀、吸收譜帶數(shù)目、強(qiáng)度、吸收峰位等的對(duì)比分析，探尋兩地薔薇輝石玉無(wú)損檢測(cè)的方法，為快速鑒別不同產(chǎn)地的薔薇輝石玉提供依據(jù)。

2 樣品的寶玉石學(xué)特征

研究樣品主要從深圳、廣州和桂林珠寶市場(chǎng)中獲得，共52件。根據(jù)樣品的特點(diǎn)差異，選取6件具有代表性的樣品，以產(chǎn)地首字母依次進(jìn)行編號(hào)。其中，產(chǎn)自巴西的3件薔薇輝石玉依次編號(hào)為B1、B2、B3，產(chǎn)自新疆的3件薔薇輝石玉分別編號(hào)為X1、X2、X3。

2.1 外觀特征

巴西薔薇輝石玉為不規(guī)則塊狀，顏色分布不均勻，呈淺紅色到深紅色(圖1a，b，c)，可見(jiàn)白色和黃色雜質(zhì)呈斑狀或細(xì)脈狀間雜于紅色之中，部分樣品可見(jiàn)黑色、灰黑色點(diǎn)狀或團(tuán)塊(圖1b)。玻璃光澤，微透明。

新疆薔薇輝石玉的顏色沒(méi)有巴西薔薇輝石玉的濃艷，整體呈粉紅色至深粉紅色，玻璃光澤，微透明，致密塊狀集合體。顏色分布不均勻，有白色、黃綠色及黃褐色呈斑狀或脈狀、條帶狀間雜于粉紅色之中，還夾雜有黑色斑點(diǎn)(圖1d，e，f)。樣品中可見(jiàn)粉白色的細(xì)小條、脈雜亂的分布，點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀黑色物質(zhì)分散在玉石中，部分樣品可見(jiàn)白色及淺黃色帶狀圍巖(圖1f)。

圖1 研究樣品的照片F(xiàn)ig.1 Photos of rhodonite jade samplesa-巴西樣品B1；b-巴西樣品B2；c-巴西樣品B3；d-新疆樣品X1；e-新疆樣品X2；f-新疆樣品X3

2.2 其他寶玉石學(xué)特征

將樣品研磨出良好拋光的小平面用于精確測(cè)定其折射率的大小。巴西薔薇輝石玉的折射率均介于在1.730～1.745的范圍內(nèi)，平均值為1.737。新疆薔薇輝石玉的折射率介于1.720～1.732之間，一般不超過(guò)1.730，平均值為1.727。也就是說(shuō)，巴西樣品的折射率略高于新疆樣品(表1)。

采用靜水稱重法測(cè)定樣品的相對(duì)密度。巴西薔薇輝石玉的相對(duì)密度介于3.58～3.68之間，平均值為3.626，且多數(shù)樣品的相對(duì)密度大于3.60。新疆薔薇輝石玉的相對(duì)密度介于3.51～3.59之間，平均值為3.561，樣品的相對(duì)密度均小于3.60。二者相比，巴西薔薇輝石玉的相對(duì)密度略高于新疆薔薇輝石玉的(表1)。

表1 巴西、新疆薔薇輝石玉的折射率和相對(duì)密度

在樣品切割和磨片的過(guò)程中，新疆薔薇輝石玉常發(fā)生碎裂，而巴西薔薇輝石玉很少出現(xiàn)這種情況，表明新疆薔薇輝石玉的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較松散或脆性較大。

3 樣品的結(jié)構(gòu)及礦物組成

巴西薔薇輝石玉為典型的粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，主要組成礦物為薔薇輝石，次要礦物包括石英、長(zhǎng)石和重晶石等；其中，薔薇輝石約占93%，石英約為4%，鈉長(zhǎng)石和重晶石等礦物的總量約為3%(圖2)。

單偏光下，薔薇輝石呈無(wú)色至很淡的粉紅色、淡黃色，表面粗糙，正高突起，斜消光，消光角24°。橫切面可見(jiàn)兩組近正交的解理，正交偏光下最高干涉色為一級(jí)橙黃，還有鮮艷的藍(lán)色、淺綠色(圖2a)。玉石中可見(jiàn)少量的石英，顆粒較小，常見(jiàn)波狀消光(圖2b)。鈉長(zhǎng)石為板狀或短柱狀，可見(jiàn)明顯的雙晶(圖2b)，單偏光下無(wú)色透明，負(fù)低突起。重晶石為柱狀或板狀，尺寸大于長(zhǎng)石，與薔薇輝石成鑲嵌結(jié)構(gòu)。

圖2 巴西薔薇輝石玉的結(jié)構(gòu)及礦物組成(+)Fig.2 Structure and mineral composition of rhodonite jade from Brazil (+)Ab-鈉長(zhǎng)石；Brt-重晶石；Qtz-石英；Rdn-薔薇輝石

新疆薔薇輝石玉主要為柱狀、粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。主要組成礦物為柱狀的薔薇輝石，可見(jiàn)兩組近于垂直的解理，含量約為91%；次要礦物包括石英、方解石和石榴子石等。石英約占5%，主要呈不規(guī)則粒狀充填于薔薇輝石的間隙中，可見(jiàn)部分石英呈細(xì)小的點(diǎn)狀或細(xì)脈狀間雜在薔薇輝石中(圖3a)；方解石和石榴子石等其他礦物約4%(圖3)。方解石主要分布于玉石的外圍，粒狀的石榴石常包裹于方解石中(圖3b)；玉石中發(fā)現(xiàn)有少量的云母與石英混雜分布于薔薇輝石的間隙中(圖3c)；可見(jiàn)極少量的閃鋅礦被薔薇輝石顆粒所包裹(圖3d)。

圖3 新疆薔薇輝石玉的結(jié)構(gòu)及礦物組成(-)Fig.3 Structure and mineral composition of rhodonite jade from Xinjiang of China (-)Cal-方解石；Grt-石榴子石；Phl-金云母；Qtz-石英；Rdn-薔薇輝石；Sp-閃鋅礦

4 薔薇輝石的化學(xué)成分特征

在桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用∑IGMA場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡自帶的能譜儀對(duì)巴西和新疆的薔薇輝石玉樣品中的礦物進(jìn)行了化學(xué)成分測(cè)試分析。巴西薔薇輝石玉的主要礦物為薔薇輝石，次要礦物有石英、重晶石、鈉長(zhǎng)石，還有少量的錳碳酸鹽類(lèi)礦物；新疆薔薇輝石玉的主要礦物為薔薇輝石，次要礦物為石英、方解石，還含有少量的石榴子石、硫酸鹽類(lèi)礦物等。

根據(jù)樣品中主要礦物薔薇輝石的化學(xué)成分(表2)，巴西樣品中薔薇輝石的錳含量很高，MnO平均含量高達(dá)49.24%，相比于滇西鎮(zhèn)康蘆子園的薔薇輝石中MnO平均含量37.71%[8]、寬甸縣薔薇輝石中MnO平均含量38.67%[7]、北京市昌平縣西湖村京粉翠的MnO含量34.20%[6]、浙江遂昌薔薇輝石的MnO含量45.20%[4]等來(lái)說(shuō)，巴西薔薇輝石的MnO含量普遍偏高。新疆樣品中薔薇輝石的MnO含量平均為41.19%，雖然比巴西薔薇輝石的MnO含量低了8%左右，但仍遠(yuǎn)高于北京市昌平縣西湖村、滇西鎮(zhèn)康蘆子園以及寬甸縣等地薔薇輝石中MnO的含量，因此，可將樣品中薔薇輝石的MnO含量作為產(chǎn)地鑒別的依據(jù)之一。巴西薔薇輝石中幾乎不含F(xiàn)eO，只有個(gè)別測(cè)試點(diǎn)測(cè)出有極少量的FeO，新疆薔薇輝石中FeO含量卻高達(dá)3.72%，兩者的差距將近4%。在薔薇輝石中，F(xiàn)e2+常與Mn2+形成類(lèi)質(zhì)同像替換，Mn2+是導(dǎo)致薔薇輝石呈粉紅色的重要元素之一，而鐵的含量增加則會(huì)使薔薇輝石的顏色變暗，這可能是巴西薔薇輝石玉的顏色紅于新疆薔薇輝石玉的原因之一。

表2 巴西、新疆樣品中薔薇輝石的化學(xué)成分

5 樣品的紅外光譜特征

采用反射法測(cè)定樣品的紅外光譜，在桂林理工大學(xué)珠寶檢測(cè)中心使用BRUKER的TENSOR 27型傅里葉變換紅外光譜儀，儀器分辨率為4cm-1，測(cè)試范圍為400～4000cm-1，數(shù)據(jù)采集次數(shù)：32次。

巴西、新疆薔薇輝石玉的紅外吸收光譜圖的吸收曲線很相似(圖4、圖5)，主要吸收峰分別出現(xiàn)在1083、1012、954、890、717、690、663、576、516、499、455cm-1或附近，除少數(shù)吸收峰(如1050、555cm-1等)外，都比較接近于標(biāo)準(zhǔn)圖譜(表3)，但研究樣品的紅外吸收峰的具體位置仍然出現(xiàn)了一些偏移：在1020、555cm-1附近的吸收峰，兩地樣品的吸收峰位置相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圖譜來(lái)說(shuō)均表現(xiàn)出右移(出現(xiàn)在更短波長(zhǎng)的位置)，其他吸收峰則表現(xiàn)出左移(出現(xiàn)在更長(zhǎng)波長(zhǎng)的位置)。兩地樣品在550～400cm-1范圍內(nèi)的吸收峰的位置也有一些不同，巴西薔薇輝石玉的吸收峰位(波數(shù))普遍比新疆薔薇輝石玉的高(左移)，而巴西樣品其他8個(gè)吸收峰的位置(波數(shù))比新疆樣品的略低(右移)。

圖4 樣品B1的紅外光譜圖Fig.4 Infrared spectrum of sample B1

圖5 樣品X3的紅外光譜圖Fig.5 Infrared spectrum of sample X3

表3 樣品紅外光譜的主要吸收峰

薔薇輝石屬于三斜晶系、鏈狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，結(jié)構(gòu)單元主要是由一個(gè)或者數(shù)個(gè)[Si2O7]雙四面體和一個(gè)單四面體[SiO4]連接而成。樣品的主要組成礦物為薔薇輝石，其它礦物很少，所以，樣品的紅外吸收光譜特征主要表現(xiàn)為薔薇輝石硅氧四面體基團(tuán)的特征振動(dòng)[9]，而Si-O-Si的角度又決定著這些譜線的位置，樣品在1100～850cm-1范圍內(nèi)有四個(gè)強(qiáng)吸收峰(圖4，5)，是由薔薇輝石晶體結(jié)構(gòu)中的Si-O振動(dòng)所引起[10]。故薔薇輝石在此區(qū)域的四個(gè)強(qiáng)吸收峰可以作為輝石族礦物的特征吸收。750～550cm-1之間的區(qū)域吸收峰比較復(fù)雜，是由Si-O-Si的彎曲振動(dòng)引起，該范圍內(nèi)吸收峰的數(shù)目代表鏈狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)重復(fù)單元中硅氧四面體的數(shù)目[11]。根據(jù)薔薇輝石晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其重復(fù)單元結(jié)構(gòu)中共有五個(gè)硅氧四面體[9]，故在750～550cm-1范圍內(nèi)?？梢砸?jiàn)到強(qiáng)弱不同的五個(gè)吸收峰。550～400cm-1之間的吸收帶是由輝石族硅氧骨干外的陽(yáng)離子與氧組成的八面體所引起的[12]。薔薇輝石中鏈狀骨架外的陽(yáng)離子主要為錳離子和鈣離子，故550～400cm-1范圍內(nèi)的吸收峰可歸因于Mn-O和部分Ca-O的振動(dòng)所引起的。錳離子和鈣離子的半徑大小不同，Mn-O和Ca-O鍵長(zhǎng)、鍵強(qiáng)也存在差異，對(duì)紅外光的吸收位置和強(qiáng)度必然有所不同。巴西樣品中薔薇輝石的Mn2+含量比新疆樣品中薔薇輝石的Mn2+含量高8%左右，且兩地樣品中Mn2+含量均高于其他產(chǎn)地的薔薇輝石，表現(xiàn)在550～400cm-1之間的吸收峰上，巴西和新疆兩地的薔薇輝石玉的吸收峰位(波數(shù))均高于標(biāo)準(zhǔn)圖譜，并且巴西薔薇輝石玉的吸收峰位(波數(shù))普遍高于新疆薔薇輝石玉，表現(xiàn)為吸收峰左移的現(xiàn)象。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)巴西、新疆薔薇輝石玉的寶玉石學(xué)特征、礦物組成、紅外吸收光譜的測(cè)試分析，兩地薔薇輝石玉的外觀特征和常規(guī)寶石學(xué)特征基本相似，但玉石的礦物組成、主要礦物的成分及紅外光譜特征存在一定的差異。

(1)兩地薔薇輝石玉的主要組成礦物均為薔薇輝石，次要礦物各不相同。巴西薔薇輝石玉的次要礦物為石英、重晶石和鈉長(zhǎng)石等，而新疆薔薇輝石玉的次要礦物包括石英、方解石和石榴石等。

(2)巴西樣品中薔薇輝石的MnO平均含量為49.24%，而新疆樣品中薔薇輝石的MnO平均含量只有41.19%，相差8%左右。兩地樣品的薔薇輝石中Fe的含量也有差異，巴西薔薇輝石玉中薔薇輝石幾乎不含F(xiàn)eO，而新疆薔薇輝石玉中薔薇輝石的FeO含量高達(dá)3.72%左右。故樣品中薔薇輝石的MnO和FeO含量可以作為薔薇輝石玉的產(chǎn)地鑒別依據(jù)之一。

(3)兩地薔薇輝石玉的紅外吸收?qǐng)D譜與薔薇輝石的標(biāo)準(zhǔn)圖譜基本一致，但在550～400cm-1范圍內(nèi)，巴西薔薇輝石玉的吸收峰位(波數(shù))普遍大于新疆薔薇輝石玉，而其他范圍內(nèi)的吸收峰位(波數(shù))普遍比新疆薔薇輝石玉的略低。