青碧与青玉的红外光谱特征及意义

青碧为碧玉系列中外观类似青玉的称呼。二者虽外观相似,但青碧价格高很多,故市场上出现了以青玉充青碧售卖的现象。此外,一些出土玉文物中也出现了这类外观的玉石材质,但无法准确判别其类型。这使得快速准确鉴别二者有十分重要的意义。采用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和电子探针分析方法,给出了青碧和青玉样品的谱学特征和矿物的化学组成等特征,并进行了对比分析。二者在紫外-可见反射光谱上没有明显差异,然而,二者的红外光谱特征存在可识别的差异。为了探讨出更有效的鉴别特征,采用了反射和透射两种方法来获取红外光谱。二者的红外光谱总体上一致,有以下可区分差异特征:青碧的红外反射光谱中出现了青玉光谱中未出现的1 050和1 018 cm^(-1)附近吸收峰、肩峰及411 cm^(-1)附近宽肩峰;青玉的红外透射光谱中出现了青碧光谱中未出现的453 cm^(-1)附近肩峰和401 cm^(-1)附近吸收峰。以上可作为快速鉴别青碧和青玉的谱学特征标志。红外透射光谱经朗伯-比尔定律(A=log(1/T))转换后,在3 674, 3 661和3 643 cm^(-1)附近处的OH伸缩振动谱带的强度与M1, M3位的Mg及Fe^(2+)含量有很好的相关性。利用以上二者关系计算的Mg(M1+M3)~#(在M1和M3位的Mg/(Mg+Fe^(2+)))值可用于鉴别青碧和青玉。青碧的Mg(M1+M3)~#值为0.871～0.892,小于青玉0.927～0.949。另外,电子探针分析结果显示青碧和青玉的化学成分存在一定差异:青碧Mg含量(a.p.f.u)为4.45～4.53,比青玉的4.66～4.78小;青碧Fe^(2+)含量为0.28～0.49,大于青玉的0.10～0.23。但部分青碧和青玉间的Mg和Fe^(2+)含量差异不大,说明红外光谱差异除了与成分有一定的关联性外,可能还与结晶时的物理化学条件有关(青碧和青玉的成因类型分别为超基性岩型和白云质大理岩型)。以上红外光谱识别特征不仅在鉴别青碧和青玉上具有重要的宝石学意义,还在古代玉制品源区的判别、产状分析等方面具有潜在的应用价值。

世界范围内代表性碧玉的矿物特征和成因研究

由于碧玉的样品来源、测试技术单一,有关碧玉的成因及其与大理岩型软玉之间的成因差别都不明确。本文采集了我国青海、俄罗斯、加拿大、新西兰、巴基斯坦等全球代表性碧玉样品,采用显微镜观察、X射线粉晶衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱和稳定同位素质谱等技术进行岩相学、矿物组成、微量和主量元素、氢氧同位素测试,对碧玉的成因进行综合分析,同时和澳大利亚大理岩型软玉进行对比性研究,以明确两种类型的软玉之间的成因差别。碧玉样品测试结果表明:(1)碧玉的主要组成是透闪石,次要矿物有石英、滑石、黑云母、铬铁矿、石墨、石榴石等;(2)氢氧同位素组成(δD值-69. 763‰～-29. 251‰,δ^(18)O值4. 7‰～13. 4‰)显示由明显的变质水组成;(3)全岩Fe^(2+)/(Mg+Fe^(2+))值为0. 11～0. 32,Cr含量约22. 9～3400μg/g,Ni含量为700～1800μg/g,表明了明显的幔源物质参与成矿的特征。通过对比发现,碧玉与大理岩型软玉的地球化学性质有明显不同,这种差别与两者的产出环境有关:大理岩型软玉的矿物组成和地球化学特征受控于花岗岩和镁质大理岩,而碧玉的地球化学特征与幔源物质组成和变质流体相关。

危地马拉翡翠宝石矿物学特征及其与缅甸翡翠的对比研究

危地马拉目前已成为仅次于缅甸的第二大翡翠原料供应地。这两个产地翡翠辨别的需求愈发迫切,且应用意义较大。采用显微镜观察、电子探针分析及背散射电子照相获得危地马拉蓝水料翡翠的矿物成分及结构构造特征,结合两产地翡翠产出的大地构造环境、自然地理环境、原石特征与矿物成分特征等进行对比分析。总体上,危地马拉翡翠次生原石有一定的磨圆,呈次棱角状,"皮"(风化皮)厚度较薄,较少出现翻砂现象,由"皮"向里,极少甚至几乎不存在"红雾"。相对地,缅甸翡翠次生原石发育显著的球状风化,原石通常有较好的磨圆度,棱角状不明显,"皮"厚度可达数厘米,用手压磨有显著的翻砂现象,"皮""肉"之间偶可见"红雾"。硬玉与绿辉石成分判别图显示危地马拉翡翠中硬玉和绿辉石呈相对富Ca、贫Na的特征,而缅甸翡翠中硬玉和绿辉石整体呈相对贫Ca、富Na的特征。在Fe含量上,危地马拉翡翠中硬玉的Fe含量较缅甸翡翠中硬玉的Fe含量偏低,而危地马拉翡翠中绿辉石的Fe含量较缅甸翡翠中绿辉石的Fe含量偏高。对翡翠外观特征的充分对比和对判别图的综合分析可应用于实际中翡翠产地的区分。