顯微鏡下的玉和玉的礦物組成和礦物含量

顯微鏡下的玉和玉的礦物組成和礦物含量

根據(jù)各種報道，在緬甸的相關翡翠和玉石中發(fā)現(xiàn)的主要材料有：堅硬玉（包括鉻硬玉和鉻硬玉）、綠色輝石、鈉尖銳、陽起石、平閃石、鎂鈉鈣閃石、氟鎂鈉閃石、鈉鐵閃石、普通角閃石、鈉長石、綠泥、鉻鐵礦等硅酸鹽、氧化物、氫氧化物、有機物等。翡翠的定義與礦物組成密切相關。大多數(shù)觀點認為,翡翠應是主要由硬玉組成的玉石。而另一部分觀點認為,翡翠的主要組成礦物包括硬玉、綠輝石、鈉鉻輝石,如,歐陽秋眉女士將翡翠劃分為硬玉質(zhì)翡翠、綠輝石質(zhì)翡翠、鈉鉻輝石質(zhì)翡翠三大類。在緬甸產(chǎn)出的玉石中,還有以閃石類礦物為主的閃石玉、以長石類礦物為主的長石玉以及各種過渡類型的玉石。緬甸產(chǎn)出的翡翠及與翡翠相關的玉石的質(zhì)量和品種變化較大,主要原因在于從巖石學角度考慮,這些玉石的礦物組成和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化較大。而玉石中不同的礦物組成和礦物含量對確定玉石品種起了決定性的作用。暫且不考慮關于翡翠定義的爭論,為了定性鑒定一塊緬甸產(chǎn)出的玉石,了解這塊玉石的礦物組成和礦物含量尤為重要。以前基本的解決方法是對玉石進行巖石薄片鑒定和電子探針分析,但是這些方法不適合于對翡翠及相關玉石飾品無損鑒定。筆者曾嘗試使用結(jié)合X熒光能譜化學成分定量分析和紅外顯微鏡鏡面反射光譜測量方法,對緬甸產(chǎn)出的玉石進行無損鑒定,但是只有在樣品具有礦物組成單一、礦物分布均勻或者分析樣品的礦物顆粒粗大時才有效。本文描述了使用激光拉曼光譜儀、應用高倍放大反射光照明觀察、結(jié)合激光拉曼光譜分析對緬甸產(chǎn)的翡翠及其相關玉石進行分析的方法。1個人信息進行識別鑒定緬甸翡翠及相關玉石大多為經(jīng)過低溫高壓變質(zhì)反應、交代反應、退變質(zhì)反應等多種過程形成的。不像對火成巖的分析,可以根據(jù)全巖化學成分計算巖石的礦物組成和礦物含量。對玉石的分析,只能根據(jù)實際觀察和分析確定。筆者認為,使用與巖石薄片鑒定和礦相顯微鏡分析相類似的方法進行分析較為有效。在使用巖石薄片和偏光顯微鏡對巖石進行鑒定的方法中,如果了解了礦物組成,就可通過估計各種礦物在薄片中所占的體積百分含量來確定礦物的含量,實際上也就是估計各種礦物在顯微鏡視域中所占面積的百分比。使用礦相顯微鏡,采用反射光照明,觀察礦物的反射色、光澤等性質(zhì),可以對金屬礦物進行鑒定。這種方法適用于不透明或半透明玉石的分析,因為在反射光下,組成玉石的不同礦物也呈現(xiàn)出不同的光澤。但要注意,某些礦物之間光澤的差異較大,如鉻鐵礦和硬玉;某些礦物之間光澤的差異較小,如硬玉和鈉鉻輝石,對此需仔細觀察。組成翡翠及相關玉石的礦物顆粒粒度變化較大,大者可達幾個毫米,肉眼可見;小的幾個微米甚至呈隱晶質(zhì),需要高倍放大觀察。利用上述方法我們可以使用帶有高倍顯微鏡的英國Renishaw1000型激光拉曼光譜儀對翡翠及相關玉石進行分析和鑒定。Renishaw1000型激光拉曼光譜儀配備的顯微鏡可分別放大至50倍、200倍、500倍。測試時,將樣品置于顯微鏡載物臺上,根據(jù)礦物顆粒大小,調(diào)整不同放大倍數(shù),使用反射光照明樣品。如果樣品由多種礦物組成,可清晰地觀察到組成翡翠及相關玉石的、具有不同光澤的礦物。有時肉眼觀察認為顏色不同應該屬于不同礦物的,在顯微鏡下觀察光澤卻一致;肉眼觀察認為顏色相同應該屬于同一種礦物的,在顯微鏡下觀察光澤卻不一致,這說明宏觀上的顏色條帶不一定代表各種礦物的分帶。在顯微鏡下,移動樣品臺,估計不同礦物在全視域中所占面積的百分比,就能估計各種礦物的百分含量。重要的是要對具有不同光澤的各種礦物進行鑒定,激光拉曼光譜儀就提供了這種功能。激光拉曼光譜儀上激光光斑的最小直徑可達1μm。通過白光對樣品聚焦后,將儀器光路轉(zhuǎn)換至激光光路,就能對組成翡翠及相關玉石上的各種微小礦物進行激光拉曼光譜分析。獲得的不同礦物的拉曼光譜可以同Renishaw拉曼光譜儀數(shù)據(jù)庫中的光譜進行比較,數(shù)據(jù)庫也可自行建立。此項研究中,筆者將標準的硬玉、近理想的鈉鉻輝石以及榴輝巖中的標準綠輝石等礦物的拉曼光譜補充到數(shù)據(jù)庫中,使得對組成翡翠及相關玉石的礦物分析成為可能。2使用示例2.1裝飾刑的件圖2油青種翡翠多被認為是呈均勻的暗灰綠色或墨綠色翡翠品種,高檔油青種翡翠較為少見。筆者曾鑒定一塊滿綠色、半透明、外觀所謂發(fā)油的近似于所謂老坑種的較高檔油青種翡翠雕件(圖版Ⅵ-1,封底)。在透射光下觀察,顏色尤為鮮艷。這件雕件的所有常規(guī)寶石學方法測試數(shù)據(jù),如比重、折射率、熒光、吸收光譜等,與標準的硬玉組成的翡翠數(shù)據(jù)基本吻合。從表面看,此件玉石似是由較純硬玉組成的高檔玉石。在500倍放大的激光拉曼顯微鏡下用反射光照明觀察,此件樣品顯示出表面呈均勻一致的特性,樣品光澤總體一致,多點拉曼光譜分析測試結(jié)果一致,拉曼光譜與標準的綠輝石光譜一致(圖1),沒有測量到其它礦物的拉曼光譜。這說明此樣品是一件幾乎完全由綠輝石礦物組成的玉石。2.2相對于不同的礦物組成對檢測結(jié)果的影響maw-sit-sit為緬甸北部一地名,現(xiàn)指緬甸產(chǎn)出的一種呈深綠色或鮮艷孔雀綠色的不透明玉石,中文多譯為摩希希、摩西石、莫子石等。主要組成礦物包括鈉鉻輝石、硬玉、鉻硬玉、鉻鐵礦、堿性閃石、鈉長石等。外觀相近的這類玉石的礦物組成和礦物含量可能變化極大。因此,不同研究者根據(jù)對不同樣品的研究得出了不同的結(jié)論?，F(xiàn)在,較多的觀點認為,maw-sit-sit主要是由鈉鉻輝石、鉻硬玉等組成的玉石。最早,世界著名的瑞士寶石學家EdwardGübelin博士將maw-sit-sit定義為一種鈉長硬玉(jadeite-albite),認為該玉石主要由硬玉、鈉長石組成。但后來的研究者很少發(fā)現(xiàn)這種礦物組合的玉石,有些研究者甚至認為Gübelin博士的結(jié)論是錯誤的。筆者使用激光拉曼光譜儀對一塊所謂干青種孔雀綠色翡翠(圖版Ⅵ-2)進行了測試。在500倍放大顯微鏡下使用反射光照明觀察,該樣品主要由光澤不同的3種礦物組成(圖版Ⅵ-3)。對3種礦物進行拉曼光譜測試的結(jié)果見圖2。3種礦物中光澤極強的是鉻鐵礦,含量較低;光澤強的是硬玉(拉曼光譜難以區(qū)分硬玉與鉻硬玉),全視域統(tǒng)計含量大約占60%;光澤最弱的是鈉長石,含量大約占35%。由此,筆者認為,這塊玉石是一種主要由硬玉(鉻硬玉)、鈉長石組成的玉石,與Gübelin博士當年描述的鈉長硬玉較為一致。2.3兩種礦物的激光拉曼光譜圖版Ⅵ-4所示為一件劍形緬甸玉石雕件,外觀上呈綠、黑斑駁色,透明度較高。激光拉曼顯微鏡下放大500倍觀察,此件玉石主要由光澤不同的兩種礦物組成(圖版Ⅵ-5)。兩種礦物的激光拉曼光譜如圖3所示,分別為硬玉和淺閃石。硬玉和淺閃石所占面積百分比分別為40%和60%,為一種硬玉淺閃石玉。3礦物組成對鑒定的必要性通過對上述幾件緬甸產(chǎn)玉石飾品的鑒定分析可見,由于緬甸翡翠及其相關玉石的礦物組成和礦物含量變化較大,所鑒定的玉石即使外觀相似,也可能分別是由不同的礦物組成,分屬于不同的玉石品種。重新審視對