翡翠的岩石矿物学知识,翡翠是什么岩石

摘要：对市场上搜集的3件危地马拉“蓝水料”翡翠成品和2件原料进行了无损测试与分析，包括常规宝石学特征、红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱等测试方法。对危地马拉“蓝水料”翡翠原料进行了有损测试分析，研究其演示矿物学特征，包括岩石薄片观察、X射线衍射和电子探针分析。结果表明，“蓝水料”翡翠的宝石学特征与传统翡翠一致，矿物组成以硬玉为主，含少量绿辉石，红外吸收光谱特征显示其主要吸收峰在1 080 cm-1­为特征吸收峰，紫外-可见吸收光谱可见437 nm特征吸收峰。“蓝水料”翡翠的岩石矿物学和宝石学特征均符合传统翡翠的定义。

关键词： 翡翠；蓝水料；永楚料；特征

中图分类号：TS93 文献标识码：A 文章编号：1008-214X(2018)02-0031-07

翡翠主要由硬玉及其它钠质、钠钙质辉石（如钠铬辉石，绿辉石）组成[1] 。硬玉的化学成分为（ NaAlSiO4 ），可有少量的类质同向替代，以硬玉为主的翡翠就是传统意义上的翡翠。传统翡翠的折射率为 1.66 （点测），相对密度为 3.25~3.34 ，具有 437 nm 特征吸收峰[2] 。

近年来，由于市场对翡翠的需求越来越大，传统的翡翠资源已经不能满足消费者的需求。珠宝市场上逐渐出现了越来越多含次要矿物的翡翠及一些外观与翡翠相类似的产品，给消费者和质检机构带来了一定的困扰。2017年3月，平洲翡翠公盘禁止非缅甸翡翠入厂，来自危地马拉的“蓝水料”首当其冲受到影响。危地马拉“蓝水料”与2013年市场上出现的“永楚料”外观较接近，均呈玻璃光泽，结构细腻，墨绿色或蓝绿色，半透明。“永楚料”的主要矿物组成为绿辉石，含少量的钠长石，属于较纯的绿辉石质玉（Omphacite Jade）[3]。通过使用紫外可见吸收光谱进行快速无损测试分析时发现，“永楚料”没有437 nm特征吸收峰，而“蓝水料”具有437 nm特征吸收峰，证明“蓝水料”与“永楚料”具有一定的特征差异。

为此，我们搜集了市场上的3件成品和2件原料（每件原料均磨成了2件成品）进行测试分析；成品和部分原料均采用了无损测试，包括常规的宝石学特征、紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱（反射）；部分原料采用了有损测试分析，包括岩石薄片特征、X射线衍射以及电子探针分析。比较危地马拉“蓝水料”与与“永楚料”翡翠、传统翡翠的宝石学基本特征、谱学特征和岩石矿物学特征，判断其是否可以定义为翡翠。

1 样品及测试方法

测试样品为5件：2件原料（样品LS-1、LS-2来自原料1，样品LS-3、LS-4来自另原料2）和3件市场购买的成品（样品LS-5、LS-6、LS-7）。样品呈浅蓝绿色到深蓝绿色，具有玻璃光泽，微透明-半透明，结构细腻，有白色点状或条带状矿物，为非均质**体，且成品通常较为厚实(图 1)。而“永楚料”翡翠主色调为墨绿色或者深灰绿色，有时可见絮状物，通常成品切成薄片，呈微透明。

图1 “蓝水料”翡翠样品

采用桂林理工大学电子探针JXA8230电子探针对样品进行测试，测试条件：加速电压15 kV，电流20 nA，电子速斑直径1 μm，初始数据利用ZAF校正法进行处理。

采用德国BRUKER D8 ADVANCE 型X射线衍射仪Cu（单色）对样品进行X射线衍射测试分析。测试条件：电压40 kV，电流30mA，扫描范围2θ=3～85°，狭缝1 mm，扫描速度4 /min。

采用紫外-可见光谱仪（UV-Vis，GEM-3000 Ⅲ型）对样品的吸收光谱进行了测定。测定条件:室温下，积分时间119 ms，平均次数 20次，平滑度为3，扫描范围225 ~ 1 000 nm。

采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）配合反射附件测试，测试条件：反射法，扫描范围400 ~ 1300 cm-1，分辨率8 cm-1，扫描次数12次。

2 基本特征

常规宝石学测试结果表明（表 1），样品的折射率为 1.66（点测）。静水称重法测量本次样品，均测量3次取平均值，样品的相对密度在3.33~3.35。根据国家标准GB/T 16553-2010 《珠宝玉石 鉴定》中对翡翠的定义，本次实验样品的宝石学常规测试数据均在翡翠的标准范围内。

表1 “蓝水料”翡翠的宝石学基本特征

3 矿物学特征

3.1 岩相学特征

为进一步了解“蓝水料”翡翠的内部结构特征，将2个原料共磨制了4个岩石薄片后在偏光显微镜下观察，结果显示（REF _Ref492904376 h 图 2），样品的矿物组成单一，均以硬玉为主，副矿物见锆石，仅见个别金属矿物。

样品LS-1偏光显微镜下观察硬玉有两种晶形，一种呈半自形柱状、短纤维柱状和毡状，粒径一般小于0.08 mm×0.25 mm，此种晶形约占硬玉总量97%；一种呈他形粒状一般小于0.15mm×0.30mm，此种晶形约占硬玉总量3%；薄片中硬玉均为无色，正高突起，干涉色一级黄白，斜消光角约37°，总体可见弱定向分布，可见个别金属矿物。样品LS-2镜下观察硬玉有两种晶形，一种呈半自形柱状、短纤维状、毡状，粒径一般小于0.08mm×0.28mm，此种晶形硬玉占硬玉总量的99%；另一种呈他形粒状，粒径一般小于0.30mm×0.65mm，约占硬玉总量1%；薄片中硬玉均为无色，正高突起，干涉色一级黄白，斜消光角约37°，整体呈弱定向分布，副矿物锆石呈他形粒状。样品LS-3镜下观察硬玉有两种晶形，一种呈半自形柱状、短纤维状、毡状，粒径一般小于0.22mm×0.42mm，此种晶形硬玉约占硬玉总量的99%；另一种呈他形粒状，粒径一般小于0.25mm×0.35mm，此种晶形硬玉占硬玉总量的1%，大部分干涉色一级黄白，斜消光角约37°，个别可见发育简单双晶，整体见弱定向分布，副矿物锆石呈他形粒状。

岩石薄片结果观察表明，样品LS-1和LS-2硬玉的粒径比样品LS-3较小，样品LS-1和LS-2的成品结构与样品LS-3的细腻。硬玉与绿辉石为类质同象矿物，在成分和光性上都非常接近，但绿辉石的突起和干涉色相对偏高一些。本次样品的粒径较小，而绿辉石质量分数较低，在镜下较难区分。

图 2 “蓝水料”翡翠正交偏光显微镜下照片（1.柱状、纤维状硬玉；2.他形粒状硬玉）

3.2 电子探针分析

“蓝水料”样品的岩石矿物化学成分测定数据及矿物组成详细数据见表 2。电子探针结果表明，“蓝水料”翡翠矿物组成主要为SiO2、Al2O3和Na2O，其中SiO2为56.06% ~ 68.81%，平均为59.35 %；Al2O3为9.57 %~ 24.16%，平均为18.69 %；Na2O为5.89% ~ 13.71%，平均为11.13%。通过辉石命名法区分硬玉与绿辉石[4]，即Q = Ca+Mg+Fe2+, J = 2Na, J / (Q+J) 0.8 为钠质辉石（包括硬玉），0.2 J/(Q+J) 0.8为钠钙质辉石（包括绿辉石）。样品LS-1分析共计6个点，5个点计算结果表明为硬玉，其中1个点计算结果为绿辉石；样品LS-2分析共计7个点，5个点计算结果表明为硬玉，2个点计算结果为绿辉石；样品LS-3分析共计6个点，5个点计算结果表明为硬玉，1个点计算结果为绿辉石。因此，“蓝水料”翡翠中的主要矿物组成为硬玉，有少量的绿辉石。

表 2 “蓝水料”翡翠电子探针结果

3.3 X射线衍射分析

X射线衍射结果表明，样品LS-1，样品LS-2，样品LS-3的成分非常相似（ REF _Ref496021746 h 图 3），在6.18，4.27，3.09，2.92，2.82，2.48，2.41，2.07，1.97，1.57 Å等处的强衍射峰与国际标准粉晶衍射数据卡片PDF:22-1388硬玉的衍射峰位基本吻合，表明“蓝水料”翡翠的主要矿物组成为硬玉。

图 3 “蓝水料”翡翠的X射线衍射图谱

3.4 红外吸收光谱测试结果

傅里叶变换红外光谱仪配合反射附件测试结果表明(图4)，在400~1 600 cm-1范围内为翡翠的特征吸收峰，该波段使用反射附件（PIKE）扫描样品。所有样品在1 500 cm-1之后均没有特征吸收峰，主要吸收峰在1 080 cm-1附近，与前人对硬玉为主的翡翠所报道的特征吸收峰是一致的[5-6]。这一检测结果与本单位平洲、四会、揭阳等地的实验室，大量接受委托检测“蓝水料”样品的结果是一致。

图 4 “蓝水料”翡翠的红外吸收光谱（反射）

3.5 紫外-可见吸收光谱结果

紫外-可见吸收光谱测试结果表明( REF _Ref495485034 h 图5)，7个样品均具有380，437 nm吸收线，满足GB/T 16553 《珠宝玉石 鉴定》中对翡翠的定义具有437 nm吸收线。据前人研究结果表明，绿辉石为主的翡翠在300~800 nm波段不具有437 nm吸收线。翡翠的437nm吸收峰主要为Fe3+致色[1]，而本次实验结果中未见Cr吸收峰，与电子探针结果含有较低的Cr2O3相符合。这也是“蓝水料”翡翠大多偏蓝色而不是呈正绿色的原因。因此，在日常的检测工作中可以通过紫外-可见光谱仪快速区分该种“蓝水料”翡翠与“永楚料”翡翠[7]。这一检测结果与本单位平洲、四会、揭阳等地的实验室，大量接受委托检测“蓝水料”样品的结果是一致的。

图 5 “蓝水料”翡翠的紫外-可见吸收光谱

4 结论

（1）危地马拉“蓝水料”翡翠的颜色呈蓝绿色，部分样品可见白色点状和条带状矿物，结构细腻，玻璃光泽，折射率为1.66（点测），相对密度为3.33~3.34，其宝石学常规特征与国家标准GB/T 16553-2010 《珠宝玉石 鉴定》中所规定的翡翠的鉴定数据范围一致。

（2）通过岩石矿物学分析，岩石薄片观察结果表明其主要由硬玉组成，硬玉呈半自形柱状、短纤维状、毡状和他形粒状，部分样品可见个别金属矿物和呈他形粒状的锆石。电子探针结果表明，样品的主要矿物组成为硬玉，含有少量的绿辉石。X射线衍射结果表明，“蓝水料”翡翠是以硬玉为主的隐晶质矿物材料。

（3）无损分析测试表明，红外吸收光谱主要特征吸收峰在1 080 cm-1，紫外-可见吸收光谱可见437nm吸收峰，与国家标准GB/T 16553-2010 《珠宝玉石 鉴定》中翡翠的定义一致。

综上所述， “蓝水料”翡翠符合国标定义的“翡翠”，可定名为翡翠。

参考文献：

[1] 张蓓莉, 系统宝石学[M]. 2006: 地质出版社.

[2] 国家珠宝玉石质量监督检验中心. GB/T 16553 - 2010珠宝玉石 鉴定 [S].国家质检总局, 2010.

[3] 徐泽彬, 徐志, 邓常劼, 等. “永楚料”翡翠的宝石学研究[J]. 宝石和宝石学杂志, 2014(06): 43-46.

[4] Morimoto, N, Nomenclature of Pyroxenes[J]. Mineralogy and Petrology, 1988. 39(1): 55-76.

[5] 欧阳秋眉, 李汉声, 和郭熙, 墨翠——绿辉石玉的矿物学研究[J]. 宝石和宝石学杂志, 2002. 4(03): 1-4.

[6] Coccato, A, et al., Gem quality and archeological green ‘jadeite jade’ versus ‘omphacite jade’[J]. Journal of Raman Spectroscopy, 2014. 45(11-12): 1260-1265.

[7] 陈征, 范建良, 和杜广鹏, 绿辉石玉的光谱学特征[J]. 激光与光电子学进展, 2010(10): 103-107.

GTC原创，作者： 何立言 ，刘杰 ，龙 楚， 廖冰冰，本文已发表于《宝石和宝石学杂志》2018年第2期，原文略有删减

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