美國“云母玉”的寶石學特征

朱紅偉,孫 冰,燕 菲,王 萍,趙瀟雪

美國“云母玉”的寶石學特征

朱紅偉,孫 冰,燕 菲,王 萍,趙瀟雪

(1.國家黃金鉆石制品質量監督檢驗中心,濟南 250014; 2.山東省社會公正計量行,濟南 250014)

近期,商場上出現一種商業名稱為美國“云母玉”的紅色玉石,通過基本寶石學測試、紅外光譜儀測試、激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀測試、紫外-可見光光譜儀檢測,結果顯示：該種玉石為粒狀集合體,呈現淺紫紅色,玻璃光澤,不透明,點測折射率為1.70,相對密度為2.55,硬度在4左右。紅外光譜測試,樣品具有[PO4]3-的反對稱變角振動所致的吸收峰1014cm-1,[PO4]3-的變角對稱振動所致的吸收峰550cm-1,[PO4]3-彎曲振動所致的吸收峰585 cm-1,結晶水的彎曲振動所致的吸收峰1627 cm-1,結晶水對稱伸縮振動所致的吸收峰3388 cm-1。紫外-可見光光譜儀測試,具有530nm寬大吸收峰,說明樣品的顏色主要由鐵引起。通過上述測試,表明樣品的礦物名稱為斜紅磷鐵礦。

美國云母玉,鑒定,斜紅磷鐵礦

目前,市場上出現一種商業名稱為美國”紫云母”的玉石,樣品呈淡紫紅色,玻璃光澤,不透明。這種“紫云母”常被加工成珠子。筆者查詢相關資料發現,對這種寶石的研究資料很少,而且相關的寶石學書籍也沒有對此種寶石的記載,筆者因此對此種寶石進行了較為系統的測試。

1 測試樣品

測試樣品為一條俗稱為美國紫云母的手鏈,顏色為淡紫紅色,顏色均勻,玻璃光澤,不透明。

圖1 測試樣品Fig.1 Test sample

2 測試方法及分析

2.1 常規寶石學特征

測試樣品顏色為淺紫紅色,顏色均勻,玻璃光澤,不透明,點測折射率為1.70,相對密度為2.55,硬度在4左右。在寶石顯微鏡下觀察,樣品呈細粒狀結構,結構致密,表面存在細小的沙眼狀,顏色分布均勻,通過孔道發現,樣品顏色內外一致(圖2)。

圖2 樣品的放大觀察特征Fig.2 The amplified characteristics of the sample

2.2 紅外光譜測試

使用德國BUKER TENSOR 27型傅里葉變換紅外光譜儀,采用樣品反射法和KBr粉末壓片透射法對樣品的紅外吸收光譜進行分析,測試條件:室溫29oC,相對濕度40%,分辨率為4 cm-1,掃描次數為64次,測量范圍為400～4000 cm-1。

樣品直接反射法測試結果顯示,特征吸收峰主要出現在1023 cm-1、544 cm-1、582 cm-1、838 cm-1、1612 cm-1處。最強的吸收峰出現在1023 cm-1處,是[PO4]3-的反對稱變角振動所致;544 cm-1的強吸收峰是[PO4]3-的對稱變角振動所致;582 cm-1的吸收峰是[PO4]3-的彎曲振動所致;1612 cm-1的吸收峰為結晶水的彎曲振動所致。

圖3 樣品的紅外光譜(反射法)Fig.3 Infrared spectra(reflection method)of the sample

圖4 樣品的紅外光譜(KBr壓片)Fig.4 Infrared spectra(KBr tablet)of the sample

樣品的KBr粉末壓片透射法測試結果顯示,主要的特征吸收峰出現在1014 cm-1、550 cm-1、585 cm-1、846 cm-1、760 cm-1、1627 cm-1、3388 cm-1處。最強的吸收峰出現在1014處是[PO4]3-的反對稱變角振動所致;550 cm-1的強吸收峰是[PO4]3-的對稱變角振動所致;585 cm-1的吸收峰是[PO4]3-的彎曲振動所致;1612 cm-1的吸收峰為結晶水的彎曲振動所致;3388 cm-1的吸收峰是結晶水的對稱伸縮振動所致。

通過紅外光譜測試,對比紅外光譜特征吸收峰,顯示樣品與斜紅磷鐵礦的紅外吸收光譜特征相符合[1-2]。

2.3 質譜儀測試

礦物微量元素含量測試采用激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀(LA-ICP-MS)法完成。其中電感耦合等離子體質譜儀型號為賽默飛(Thermo)iCAP Q ICP-MS,測試條件:霧化氣流速0.76L/min,電子鏡電壓4～10k V,高頻發射器功率1250W,掃描方式跳峰,積分時間10ms,采樣深度210步長,信號背景時間25s,信號接收時間55s,激光器型號為相干公司(Coherent)生產的193nm Ar F準分子激光器,測試條件:激光束斑30μm,激光頻率8Hz,激光能量密度10J/cm2;數據處理采用Nist610、Nist612作為外部標準進行校正,ICPMSDATACAL軟件進行簡單外標法校正。選取樣品的五個點進行測試,測試結果顯示:樣品主要含有P2O5和FeO,含有微量的Na、Mg、Al、Si、P、K、Ti。這符合斜紅磷鐵礦的分子式FePO4·2H2O特征[3]。

表1 LA-ICP-MS微區原位微量元素含量測試結果Table 1 Content of in situ trace elements in microdomains by LA-ICP-MS test

2.4 紫外-可見光譜儀測試

樣品的紫外-可見光光譜采用南京寶光檢測技術有限公司生產的UV5000XL型光譜儀測試。實驗條件積分時間150ms,波長范圍210～1000nm,平均掃描次數50,平滑寬度2。測試結果顯示樣品在530nm附近具有寬大的吸收峰,此吸收峰的產生應該與鐵有關,是其呈現紫色的原因[4]。

圖5 樣品的紫外-可見光光譜

Fig.5 UV-VIS spectra of the sample

3 結 論

(1)本文所研究的美國“云母玉”實際為斜紅磷鐵礦,為粒狀結構,玻璃光澤,不透明,折射率為1.70,相對密度為2.55,硬度在4左右。根據現行的國家標準GB/T16552-2010《珠寶玉石名稱》應定名為磷鐵礦或者斜紅磷鐵礦。

(2)斜紅磷鐵礦紅外吸收光譜的主要特征峰出現在1014 cm-1、550 cm-1、585 cm-1、846 cm-1、760 cm-1、1627 cm-1、3388 cm-1處。

(3)通過紫外-可見光譜儀測試,樣品具有503nm的寬大吸收峰,是其呈現紫色的主要原因。

[1] 彭文世,劉高魁.礦物的紅外光譜圖集[M].北京:科學出版社, 1982.

[2] 吳瑾光.近代傅里葉變換紅外光譜技術及應用[M].北京:科學技術文獻出版社,1994.

[3] 王濮,等.系統礦物學(下)[M].北京:地質出版社,1987.

[4] 張蓓莉.系統寶石學(2版)[M].北京:地質出版社,2006,5.

The Gemological Characteristics of American"Mica Jade"

ZHU Hong-wei,SUN Bing,YAN Fei,WANG Ping,ZHAO Xiao-xue
(1.National Gold&Diamond Testing Center,Jinan,China 250014; 2.Shandong Provincial Metrological Industry of Social Justice,Jinan,China 250014)

Recently,a red jade called American"mica jade"appears on the market.Result of the basic gemmological test,infrared spectrometer test and laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry test and UV-visible spectroscopy detection show that this kind of jade is a opaque granular aggregate in purplish red color with vitreous luster. It has a refractive index of 1.70,a relative density of 2.55 and a hardness of about 4.Infrared spectrometer test shows that the sample has an absorption peak 1014cm-1caused by antisymmetric variable angle vibration of[PO4]3-,an absorption peak 550cm-1caused by variable angle symmetric vibration of[PO4]3-,an absorption peak 585 cm-1caused by bending vibration of[PO4]3-,an absorption peak 1627 cm-1caused by bending vibration of crystal water and an absorption peak 3388 cm-1caused by symmetrical stretching vibration of crystal water.UV-visible spectroscopy detection shows that the sample has a 530nm broad absorption peak which indicates that the color of it is mainly caused by iron. All the above tests demonstrate that the mineral name of the sample should be chinostrengite.Keywords：American mica jade;identification;chinostrengite

American mica jade;identification;chinostrengite

TS933

A

1673-1433(2017)04-0064-03

2017-05-28

朱紅偉(1982-),男,本科,工程師,主要從事珠寶玉石鑒定和教學。

朱紅偉,孫冰,燕菲,等.美國”云母玉”的寶石學特征[J].超硬材料工程,2017,29(4):64-66.