鈉長石玉與相似玉石在紅外下的鑒別特征

1、鈉長石玉與相似玉石在紅外光譜儀下的鑒別特征楊軍1 李映華2 趙素鵬3 李月4（1,2,3云南省麗江市質量技術監(jiān)督綜合檢測中心云南 麗江6741004云南省珠寶玉石質量監(jiān)督檢驗研究研院云南昆明650000）摘要：寶玉石鑒定的特點是無損鑒定，即在寶玉石不受任何損傷的情況下，測試寶玉石的物理化學特性。除寶玉石原料和特殊情況外，不得隨意進行損傷性測試。盡管有經驗的寶 石學家和從業(yè)人員憑肉眼觀察能對某些寶石做出鑒別，但是大多數(shù)情況下， 尤其是一些外觀極相似的寶玉石，還是需要借助放大設備和某些常規(guī)儀器檢測寶玉石物理化學等各項特征， 才可能予以正確定名。本文重點闡述了鈉長石玉的寶石學特征以及鈉長石玉與相似玉

2、石在紅外光譜儀下的鑒別特征。關鍵詞：鈉長石玉；寶石學特征；紅外光譜儀；鑒別特征Albite jade and similar jade in the long under theinfrared spectrometer identification featuresYANG Jun ， LI yinghua ， ZHAO Supeng ， Li YueLijiang 674100 ，China )(Comprehe nsive Tech nical In specti on cen ter ofAbstract:the gemst one testi ng is characteristic

3、 of the non destructive ide ntificati on, that is, inthe treasure jade without any damage, the treasure jade test of physical and chemical characteristics. In addition to the treasure jade stone materials and special circumstances, do not get optional injury sex test. Although experieneed gemologist

4、s and employees with macroscopic observation can make for some gems identification, but in most cases, especially a few very similar appearance of the treasure jade, or turn to enlarge equipment and some routine instrument testing treasure jade physical chemistry, and other features, is it possible

5、to correct name. This paper mainly expounds the long sodium gemological characteristics and long sodium and similar jade in the infrared spectrometer identification features.Keywords:Albite jade ; Gemological characteristics; Infrared spectrometer; Identificationfeatures1引言鈉長石玉，英文名稱：albite jade,俗稱“水

6、沫子”，是近年來才出現(xiàn)的新品種。它的特點是水頭好，常帶有藍或綠色飄花，外觀看上去十分的漂亮，貌似飄 花玻璃種翡翠。這幾年由于翡翠資源的匱乏，水沫子的形質也具備寶石美麗、 稀少、耐久的特征，逐漸被人們所接受并喜愛。作者簡介： 楊軍（1975），男，本科， 高級程師， 珠寶玉石鑒定， E-mail ：ljjames.2 鈉長石玉的寶石學特征對鈉長石玉外觀進行觀察，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；內部常含有一些不透明的白色團狀物， 稱為“白腦”。在對樣品進行測試中，用到的常規(guī)儀器有十倍放大鏡、寶石顯微 鏡、折射儀、偏光鏡、二色鏡、分光鏡、紫外燈和天平等

7、，以及一些大型儀器如 X 射線衍射儀、紅外光譜儀和拉曼光譜儀等，對樣品進行多方面、多角度的分析 測定，最終達到預定的結果。2.1 常規(guī)儀器測試折射率：在國標中鈉長石玉的折射率為 1.52-1.54，點測法測量常為 1.52-1.53。 在實驗過程中，用折射儀對“鈉長石玉”的半成品進行多次的測量，采用點測法 測定，結果為為 1.52-1.54，平均為 1.53。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） ，由于它是 多晶質礦物集合體， 任何位置上總有部分小晶粒是非均質體， 它們的消光位置不 一樣，所以在視域下始終保持全亮。分光鏡：用分光鏡對幾塊鈉長石玉樣品進行觀察，未能見到特征吸收

8、光譜。紫外熒光燈： 利用紫外熒光燈對不同的鈉長石玉樣品進行熒光觀察， 都沒有 見到紫外熒光。查爾斯濾色鏡：鈉長石玉在查爾斯濾色鏡下不變色。密度：在國標中鈉長石玉的密度為2.60g/cm3-2.63 g/cm3，利用靜水力學法對 鈉長石玉樣品進行密度測定，其密度值為2.578 g/cm3-2.856 g/cm3,平均值為2.673 g/cm3。硬度： 采用刻劃對比的方法對鈉長石玉的相對硬度進行了測定，用瑪瑙、玻 璃、黑耀巖及翡翠分別與鈉長石玉進行刻劃對比?，旇А⒉Ａ?、黑耀巖、翡翠的 硬度分別為 6.5、5.5、5、6.5-7，能夠知道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， 說

9、明它的硬度略小于瑪瑙； 同時再用鈉長石玉去刻劃 玻璃和黑耀巖， 都能在它們之上留下輕微的劃痕， 說明它的硬度又略大于玻璃等， 因此可知鈉長石玉的摩氏硬度為 6 左右。其它：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。不過這些只能在鑒定中起輔助作用，通常寶石鑒定是無損鑒定，對于寶石成品不采用破壞測試手段。2.2 鈉長石玉的礦物學特征通過偏光顯微鏡對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。 巖石的總體結構為粒狀變晶結構， 局部為斑狀 變晶結構。1）鈉長石含量在 90左右。半自形或他

10、形粒狀，無色透明，低負突起，干涉色 1級灰白。解理有的發(fā)育，有的不發(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。另外， 在少數(shù)薄片中可見到兩個世代的鈉長石， 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 1-3mm第二世代鈉長石，粒度較小， 多呈他形，一般為0.01-0.1mm可明顯地見到第二世代細粒鈉長石呈細脈或網(wǎng)脈 狀穿插交代第一世代粗粒鈉長石的現(xiàn)象。2）輝石類含量很少，約占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 級藍綠或黃綠，有時可達三級，肉眼所見的“白腦”在鏡下均為輝石，其粒度為 0.

11、02-1mm其具體種屬在鏡下難以確定。3）閃石類含量較少，約占 5-8%。薄片中呈無色、淺黃綠、淺褐黃、淺藍色等， 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， 干涉色為二級黃、藍綠，其粒度為 0.02-0.8mm； 另一類為針狀或毛發(fā)狀，有時集合成放射狀，呈淺藍色，具強多色性，干涉色為 二級黃綠。閃石類礦物是此類玉種“ 飄藍花”的主要原因。對鈉長石玉樣品中做X光衍射分析，結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X光衍射分析，結果顯示主要為硬玉 ，取鈉 長石玉標本中的深色部分粉末做X光衍射分析，結果顯示主要

12、為鎂鈉鐵閃石。3 紅外光譜儀紅外光譜分析寶石礦物的原理是物質的分子在紅外線的照射下， 吸收與其分 子振動、轉動頻率一致的紅外光。利用物質對紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收， 對珠寶玉石的組成或結構進行定性或定量分析。 主要的方法有直接透射法、 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)4000-400cm-1 （波長2.5-25u m）的中紅外區(qū)域是寶 石學應用和研究最廣泛的光譜區(qū)域。 通常將中紅外區(qū)再細分為兩個區(qū)， 即基團 (官 能團)頻率區(qū)和指紋區(qū)。4000-1500 cm-1為基團頻率區(qū)，該區(qū)出現(xiàn)的特征紅外吸收 譜帶只與特定基團振動有關， 而與該基團所在的物質無關， 通

13、常用于鑒別寶石中 可能存在的基團。1500-400 cmf1為指紋區(qū)，指紋頻率不是起源于某個基團的振動， 而是由整個分子或分子的一部分振動產生的， 與分子的結構有關， 結構不同的分 子，顯示不同的紅外吸收譜帶， 因而可以通過特定的紅外圖譜來識別特定的分子 結構，從而鑒定寶石品種。所用的實驗儀器：型號： VARIAN 640IR光譜范圍：7800375 cm-1分辨率：優(yōu)于1 cm-1, 0.7 cm-1 (未切趾)波數(shù)精度：v 0.01cm-1配備30。漫反射附件4 鈉長石玉與相似玉石在紅外光譜儀下的鑒別在當今的玉石市場上， 經常會見到各種各樣的仿冒翡翠的玉石， 其中鈉長石 玉便是其中一個，

14、必須加以識別。 如今因為鈉長石玉美麗的外觀以及所具有的寶 石學特征，市場前景也十分的樂觀， 因此我們應該對它加以重視。在這里主要討 論利用紅外光譜儀進行鑒定的特征。 市場上較為常見的、 易與鈉長石玉混淆的品 種有：翡翠、軟玉、符山石、獨山玉、石英巖、蛇紋石玉等。4.1 鈉長石玉 圖1是用紅外反射法對樣品進行測試的圖譜，鈉長石的紅外特征譜帶位于1150、1090、1033、990、784、758、740、720、646、604、584、526、470、460、 420、395、383、372、333 cm-1波數(shù)，而如圖可見樣品的特征吸收峰位于 1145 1086、1038、1003、785、7

15、19、649、599、534、479、418 cm-1 波數(shù)，它與標準 圖譜的峰值大致相同。其中1086、1145 cm，屬于Si-O的伸縮振動，1003、1038屬 于Si (Al) -O的伸縮振動。785 cm-1屬于Si-Si的伸縮振動，719 cm-1屬于Si-AI (Si) 伸縮振動，599、649 cm-1 屬于O-Si (Al) -O的彎曲振動，479、534 cm-1 是O-Si-O 彎曲振動與Na-O伸縮振動之耦合。418 cm-1屬于Si-O-Si的彎曲振動。FriApc 20E.3S.41 20L0 GMP07.0D)Nuirber ol 曲唧e> 丸ons： BN

16、urrtoar d backgond scns: 3 Resoidbri- axmSa>U再口Rin SjQh*twek>-cl. 0.6329Aperture: 100.03Deflector DIGS HBrBBRmspttter KBfSawrce; R2000imieooI4££l12001Ct»Vvenuirtoers (ctfi-1)圖1鈉長石玉的紅外光譜圖4.2翡翠4.2.1翡翠的化學成分純凈的硬玉的化學成分可用化學式NaAI(Si206)來表示.但天然產出的翡翠中的硬玉常含有少量的能導致翡翠產生顏色的雜質元素，如Fe、Cr、Mn等過渡元

17、素。組成白色翡翠中硬玉化學成分常非常純凈，接近于上述的理想化學式，其各種化學元素的含量(W e%)為：Na2 O 15.4、AI2O3 25.2、Si0 2 59.4。但是， 天然產出的硬玉常常含有多種的雜質元素或固溶體成分，含量較高的常見的雜質元素是Ca、Mg、Fe和Cr,其中Ca、Mg、Fe可看作為綠輝石的化學成分， Cr可看作為鈉鉻輝石的化學成分，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。4.2.2翡翠的紅外光譜圖5581KCIia»冊 ”WM0WjMAhumbta電HLs-5Mn Api 23 10

18、377 2Q Q Numbar «if fjmplt mimj B Numbar btiiiaund iuna. B RtfDlullon: 8.OttD fdimpin Jin BD MIrmifegG和：Q.Q320 Apariuia lOatXlDp®卻 DIO5 kBi BKAmipIHiar KBi BUIM. iIR圖2翡翠的紅外反射光譜圖翡翠圖2樣品的紅外反射光譜位于1081、950、850、662、586、529、468、431 cm-1 吸收峰和如圖 3樣品位于 1162、1077、969、848、584、525、470、429 cm-1 吸收峰是基本一致

19、的，該吸收譜帶是組成翡翠的主要礦物的伸縮和彎曲振動。1077、1081、1162 cm-1 屬于 Si-O-Si 的非對稱伸縮振動，950、969 cm-1 屬于 O-Si-O 的非對稱伸縮振動，848、850 cm-1屬于O-Si-O的對稱伸縮振動，584、586、662 cm-1 屬于Si-O-Si的對稱伸縮振動，468、470、525、529 cm-1屬于Si-O的彎曲振動，4429、 431 cm-1屬于Na-O的彎曲振動。5' jlffi Ih rfin jffiflri.甥、呂.1400vMgwpnumbers (cn>1)M 22丁OJulKsdEZ密Mon Apr

20、 33 19 3S « 200(OMT-07：00) Number of sample scans: BNumber of b-acKgrcund scaniB： 8 Resolubon 8.000S»mpi« gison 8 0UiiTOrtlCbCify Q.339ApeHure 1D0.00Detedor DTGS 畑f回PRRI兮口liHm匚 PCBlf Source: IR圖3翡翠（處理）的紅外反射光譜圖5001500圖4翡翠的紅外透射光譜圖圖4樣品的紅外透射光譜吸收峰位于 2503、2705、2845、2920 cm-1,這是 正常翡翠表面常有的石蠟的

21、 C-H伸縮振動吸收譜帶。而圖5樣品的紅外透射光 譜形成2323、2424、2485、2538、2591 cm-1波數(shù)的吸收峰，像手指形狀，反映 樹脂膠中苯中苯環(huán)上C-H鍵的振動吸收。這是由于 B貨翡翠對紅外光的吸收更圖5翡翠（處理）的紅外透射光譜圖4.3軟玉4.3.1軟玉的化學成分和礦物組成軟玉是由纖維狀的透閃石，或含鐵透閃石，或陽起石微晶為主的集合體，由 于組成的礦物顆粒細小，并且相互交織成毛氈狀的結構，故韌性很大。透閃石是一種含水的鈣鎂硅酸鹽，其化學成分為CazMg5（Si4Oii）2（OH,F）2，當其中的Mg2+2+- 一 _ 一 .被Fe替代后，則形成陽起石Ca2（Mg,Fe）5（

22、Si4Oii）2（OH,F）2,純凈的透閃石無色， 如含有少量的Fe2+則會產生不同色調的綠色。陽起石為草綠一灰綠色。4.3.2軟玉的紅外光譜圖圖6樣品的紅外反射光譜圖，它的吸收峰位于 i040、997、9i6、759、682、 544、511、458、413 cm-1波數(shù)，與透閃石的標準紅外譜圖相似。1040cm-1波數(shù)的 譜帶歸屬Si-O-Si的非對稱伸縮振動。997cm-1波數(shù)的譜帶歸屬O-Si-O的對稱伸縮 振動，916cm-1屬于Si-O對稱伸縮振動，682、759 cmf1屬于Si-O-Si的對稱伸縮振 動，458、511、544 cm-1屬于Si-O的彎曲振動，413屬于M-O的

23、晶格振動（M代表 不同的陽離子）。mull"uOJAmlr#?-5Thu 邛16 51 3丁 20LO |jSfdT-D7 CO：.Number of 聞口甬 scans. 3Nunbw of backgroLnd scans: 6 眼01山53 WQSampte gain: B 0Mirror vetacrty: d 632AoerkirR 100 00Efetector DTGS KBrBfeamsphtitir KErSource. IR丁瀕壬掛博3iesWavenumtiers Icnvl t圖6軟玉的紅外反射光譜圖4.4符山石 441符山石的礦物組成符山石是一種復雜的硅酸鹽

24、CaioMg2Al 4（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。5.5 ThJ r 19 16:40 JI 2010 (GNT-4)7:OO) NuTti&r or semple sc：ana B Number of iMcraund scans:奪j 0 / ResolLiion: 6.M0 Sarppig 聘c S.O Mirror 陽only: 0 槪29.,ApMjr 10OQQ Dflbector OTGS KBr,&amsplilter KEr Soured IP40-3君山石.mg EH-a'UB 桑S.E丿 ZL

25、;寸140012001I0QDSODWsr是仃Lnbsr. | cm-11圖7符山石的紅外反射光譜圖442符山石玉的紅外光譜圖圖7樣品的紅外反射光譜的峰位分別為 1032、967、917、606、572、494、441、412 cm-1波數(shù)，該峰值與符山石的紅外標準光譜峰值基本一致。其中917、967、1032cm-1吸收峰可歸屬為Si-O-Si非對稱伸縮振動，494、572、606cm-1吸 收峰則屬于Si-0彎曲振動，而412、441 cm-1屬于M-0的伸縮振動，M代表不 同陽離子。一般符山石在630-730 cm-1范圍會出現(xiàn)一個Si-0-Si的橋伸縮振動的 鋁吸收帶，而且伸縮振動的頻

26、率變化與Si-0-Si橋的鍵角有關，鍵角越大頻率越高。4.5獨山玉4.5.1獨山玉的化學成分和礦物組成獨山玉的礦物組成主要為斜長石(NaAISi3O8-CaAl2Si2O8)和黝簾石 (Ca2Al3Si3O12OH),斜長石含量20%-40%，黝簾石含量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。 由于獨山玉組成礦物的種類和含量變化都較大，所以獨山玉的化學成分和物理性質也不固定。4.5.2綠色獨山玉的紅外光譜圖Tue 鼻亡 12 13 0am 2010 (GMT-OB QQ；iNumber gf mplc9120 A-Number of

27、 backQniuFiij st；3ns: 8 RSDluhcn S.OOO Sample gam: a.DMirror vDtfy. 0 S329Aperture: 100.00 elector DTO5 KBr 日EarDln即 KBr Sdutce IRMWS山藝握英也裙(420DDlaOD1600MEOI2COI DOO旳U因DVaMenLJTtaBrit (crn-l圖8獨山玉的紅外反射光譜圖圖8樣品的紅外反射光譜的峰位分別為 1149、1021、940、755、725、625、 587、540、455 cm-1。其中 940、1021、1149 亦1 屬于非對稱伸縮振動，540、5

28、87、 625、725、755 cm-1屬于O-Si-O的伸縮振動，而455cm-1屬于O-Si-O的彎曲振 動。4.6石英巖；Man ApiP 195955 2010 (GbH D7 D0：i Kurrfiereans. B1 Number M baekiourtdl 會can常 345: FtesoJuimn 61.000 SamplB gain 3 Mrrar >isltH：fly Q.E329如：Aperture. 1DDQCI Deletlor DIGS kSr;日曲肋ppitlec KBf；Source: A30彳20-10-iooaEOG'，：£石英巖。謖

29、黃*毛bkI4CO13EWEmumbers (cm-1)圖9石英巖的紅外反射光譜圖圖9樣品的紅外反射光譜，該樣品的吸收峰位于1205、1092、800、780、689、542、490 cm-1 波數(shù)，它與標準圖譜的吸收峰 1170、1080、800、782、698、 513、462 cm 波數(shù)相似。1092、1205 cm-1屬于Si-O的非對稱伸縮振動，689、 780、800cm-1屬于Si-0-Si的對稱伸縮振動，490、542 cm-1屬于Si-0的彎曲振動。 4.7蛇紋石玉4.7.1蛇紋石玉的礦物組成特點蛇紋石玉的礦物成分以蛇紋石為主，可含有數(shù)量不等的透閃石、滑石、方解石、磁鐵礦、硫

30、化物等次要礦物。蛇紋石是一種含水的鎂質硅酸鹽，化學式為 Mg3Si2O5（OH）4，其中Mg常會被Fe、Ni、Mn和Cr、Al等替代，F(xiàn)-則可替代 結構中的OH-，當這些雜質元素含量高時，可形成不同的變種，并產生物理性質 的變化，如顏色等。蛇紋石是一種典型的熱液蝕變的礦物，蛇紋石玉主要與強烈蛇紋石化的大理巖、超基性巖有關。4.7.2蛇紋石玉的紅外光譜圖圖10樣品的紅外反射光譜的峰位分別為1048、670、560、482 cm-1。在1048cm-1 應為Si-O-Si的非對稱伸縮振動，在400-704 cm-1范圍中，670 cm-1吸收峰為Si-O-Si 的對稱伸縮振動，560 cm-1吸收譜帶歸屬為Mg-O晶格振動模式。482cm-1吸收譜 帶歸屬為Si-O的彎曲振動。ir*j M iy I? iu <WJ爲 10fSMTE£ll| NurbBf ffF-SAfllpIOBNurtlbh irilACkurid f£En& B At5KiM1nn:曲葩Swpta gw: SOMk:r vtitKtf. Q.63291grlu Drtedr>