翡翠中的共生矿物含量对翡翠定名影响

翡翠中的共生矿物含量对翡翠定名影响

在宝石显微镜的反射光条件下观察,A组样品表现出明显的光泽差异,暗示两种矿物的硬度差异,光泽较暗的区域为透明度较好,呈团块状分布的共生晶体(行业称其为“晶石”)。B组样品中不同矿物的光泽不同,光泽强的部分为硬玉,为自形-半自形晶,可见清晰的柱粒状结构,光泽暗淡处的结构特征不明显。C组样品在外观上和B组的相同,光泽差异及相应矿物的外观特征也相近。D组样品为纤维变晶结构,相比于前三组,该组的结构细腻,呈瓷地,表面光泽较一致,桔皮效应不显著。E组样品与A组的结构相似,同样为粒状变晶结构,光泽差异处可见与A组相似的表面特征,但结构比A组更细腻。F组样品表面光泽差异范围较小,整体光泽较一致。

目前,市场上将翡翠中白色的共生矿物均认为是钠长石,不过本次研究发现,在某些“飘蓝花”底色中有紫、有绿,水头较好的翡翠中主要是含有与钠长石外观相似的霞石,含霞石的翡翠还未见报道,霞石是主要的似长石矿物,多产于富钠贫硅的碱性岩中,关于霞石与翡翠共生在一起的形成机制有待于进一步研究。钠长石和霞石在显微镜下的特征分述如下:钠长石呈细脉状、浸染状、团块状分布,霞石多呈片状分布;钠长石多为自形-半自形板状晶体,霞石的晶粒细小,晶形不可辨。在反射光下,钠长石、霞石的光泽均明显弱于硬玉的,点光强光照射下,两种矿物的透明度存在明显差异,钠长石呈透明玻璃状,且晶形完整,解理清晰可辨,而霞石多呈微透明的磨砂玻璃状,二者的外观特征见图2。

测试方法与结果

1.相对密度测定

相对密度利用静水称重法进行测定,每件样品均测两个相对密度值,分别为未做粉末前的原石相对密度和用于X-射线粉末衍射分析样品的相对密度,测定结果见表2。同一样品的两个实测值非常接近,说明用作X-射线粉末衍射分析的样品可以代表原石样品的矿物组成特征。A组样品原石的相对密度为3.003~3.053,用于X-射线衍射分析样品的相对密度为3.003~3.052;B组样品测得的两个相对密度值分别为3.105~3.267和3.135~3.266;C组样品的为3.127~3.225和3.113~3.230;D组样品的为3.334和3.337;E组样品的为3.024和3.016;F组样品的为3.265和3.239。

2.X-射线粉末衍射分析

X-射线粉末衍射分析在中国科学院广州地球化学研究所完成,采用德国BRUKERD8AD-VANCE型X射线衍射仪。测试条件:Cu(单色),工作电压为40kV,工作电流为30mA,扫描范围2θ=3~85°,狭缝1mm,扫描速度4°/min。样品的X-射线粉末衍射分析结果见表2及图3~图5。除D组样品几乎为纯净的硬玉外,其余所有样品都或多或少含有其它的共生矿物。根据矿物种类,可将样品分为两类。一类以钠长石和方沸石为代表的共生矿物,如A,E,F组;另一类以霞石、角闪石为代表的共生矿物,如B,C组。依据X-射线粉末衍射测得的矿物的质量分数及矿物种属,计算了样品的理论相对密度值,并将理论相对密度、实测相对密度与硬玉的质量分数的关系进行了对比,见图6。从图6可知,理论相对密度、实测相对密度与硬玉的质量分数总体呈相似的变化规律。但A,E,F组的理论相对密度低于实测相对密度值,而B,C组理论相对密度值高于实测值。矿物种类及质量分数不同,实测相对密度和理论相对密度也不同,A、D、E、F四组样品中钠长石的质量分数从45.1%降低到20.3%时,样品的相对密度从3.019增加到3.265(图7,略);而B、C组中霞石含量从17.1%降低2.5%时,样品的相对密度值从3.151整体升高3.230(图8,略)。

3.红外光谱分析

共生矿物的种类还可借助红外光谱仪得到定性分析。红外光谱测试采用中国地质大学(武汉)珠宝检测中心广州实验室的布鲁克TENSOR27型傅里叶红外光谱仪,测试条件:分辨率为2cm-1,测试范围为400~4000cm-1,扫描次数为32次。分析结果(图9~图15,略)显示,样品的主要矿物组成和X-射线粉末衍射的测试结果相吻合,在硬玉的红外谱峰中均掺杂有其它共生矿物的红外吸收峰。在A,E,F三组样品中,光泽较强的区域显示硬玉的红外光谱特征(图9,图14,图15,略);光泽弱的区域显示钠长石的红外光谱特征(图9,图15,略);而大多数区域显示的是硬玉与钠长石的混合峰;在B,C两组样品中,光泽较强的区域测得的是硬玉的红外光谱(图10,图11,略);光泽较弱的区域测得的是霞石的红外光谱(图10,图12,略);蓝绿色的区域能测到角闪石的红外光谱(图11,略);D组样品整体较均一,只测到硬玉的红外光谱(图13,略)。

讨论

不同质地的翡翠所含的共生矿物种类不同,其中水头差、质地粗、颜色偏灰白色的粗豆种(如A,F组)或质地较细,水头尚好,带绿色的糯种(如E组)翡翠的主要共生矿物是钠长石,且钠长石的质量分数可以从20%至45%;质地可粗可细,颜色为墨绿色,或浅绿飘黑花或墨绿花的糯种、豆种翡翠的主要共生矿物是角闪石,其质量分数与分布的均匀程度有关(如B3,C组);质地较细,半透明,颜色有紫有绿的糯地飘花翡翠的主要共生矿物是霞石,而非行业共识的钠长石,其质量分数可从7%至17%,甚至更多。通过显微镜观察,共生在翡翠中的钠长石往往呈自形晶或半自形晶,形态多成厚板状或纤维放射状,可呈细脉状、浸染状、团块状分布,反射光下光泽明显弱于硬玉,透明度明显强于硬玉;共生在翡翠中的霞石,呈半自形晶,多成片分布,光泽与钠长石相似,明显弱于硬玉。如何区分钠长石和霞石,可借助锥光强光照射观察二者的透明度,钠长石呈透明玻璃状,而霞石呈磨砂玻璃状,且霞石未见细脉状分布特征。《翡翠分级》[3](GB/T23885-2009)关于翡翠的定义中对硬玉的具体质量分数未作出明确规定,这给目前翡翠市场上含共生矿物翡翠的命名带来困惑,致使不同的检测机构对同一样品命名可能不同。笔者结合X-射线粉末衍射量化分析,通过计算样品的理论相对密度值、实测相对密度值的关系,认为对于市场上含共生矿物翡翠的命名,应参考岩石学分类和命名方案(GB/T17412.1/3-1998)中次要矿物作为附加修饰词的命名规则,并结合翡翠商贸实际情况,将钠长石、霞石作为附加修饰词进行命名。以硬玉质量分数80%为界限,当共生矿物的质量分数小于20%,即含钠长石或霞石的翡翠的相对密度为3.20以上时,共生矿物不参于命名;当共生矿物的质量分数为20%~50%时,即含钠长石或霞石的翡翠相对密度为3.00至3.20之间时,以含XX作为附加修饰词参与命名,如含钠长石翡翠;当共生矿物的质量分数大于50%时,即含钠长石或霞石的翡翠相对密度为3.00以下时,共生矿物直接参与命名,如翡翠-钠长石玉;当翡翠中含角闪石(往往同时含霞石)时,依据目测角闪石质量分数的方法,参考相对密度值,遵循以上方法命名,但应注意角闪石的颜色过深易于观察,使得目测质量分数时质量分数往往偏高。#p#分页标题#e#

结论

通过对翡翠原石样品的宝石学性质及表面特征观察,结合XRD物相量化分析,实测样品的相对密度以及红外光谱的分析,得出以下结论。

(1)翡翠及其共生矿物紧密共生,不同矿物的折射率和硬度差异,是造成翡翠抛光面光泽差异和橘皮效应的原因之一。(2)X-射线粉末衍射分析显示,不同质地的翡翠所含的共生矿物种类不同,一类是含钠长石翡翠;另一类是含霞石、角闪石翡翠。(3)钠长石和霞石的镜下区分可借助锥光强光照射观察二者的透明度,钠长石呈透明玻璃状,而霞石呈磨砂玻璃状,且霞石未见细脉状分布特征。(4)通过相对密度法分析可知,样品理论值与实测值基本一致,但二者的斜率(图6,略)略有不同。含霞石的样品(如B,C组)其理论值大于实测值,而含钠长石的样品(如A,E,F组)理论值小于实测值。(5)通过相对密度法分析实际翡翠样品相对密度,结合岩石学命名规则及翡翠商贸实际,小于界限则视样品相对密度及硬玉质量分数,以含XX(共生矿物)作为附加修饰词参与命名或共生矿物直接参与命名。具体为:对于市场上含共生矿物翡翠的命名,应参考岩石学分类和命名方案(GB/T17412.1/3-1998),并结合翡翠商贸实际情况,以硬玉质量分数80%,相对密度3.20为界,大于该界限时可直接命名为翡翠;当共生矿物的质量分数为20%~50%时,翡翠相对密度为3.00至3.20之间时,以含XX作为附加修饰词参与命名;当共生矿物的质量分数大于50%,翡翠相对密度小于3.00时,共生矿物直接参与命名。

本文作者:韩辰婧 王雅玫 刘洋 单位:湖北 武汉中国地质大学珠宝学院 北京国家珠宝玉石质量监督检验中心