廣東信宜南玉與無損光譜檢測(cè)分析

王世琴

【摘要】信宜南玉屬于蛇紋石質(zhì)玉石，蛇紋石玉是我國利用最早的玉石之一。采用外束質(zhì)子激發(fā)X射、線熒光（PIXE）、X射線衍射（XRD）和拉曼光譜（Raman）技術(shù)對(duì)我國出土的古玉器以及遼寧省岫巖縣出產(chǎn)的蛇紋石玉石進(jìn)行礦物特征分析。通過對(duì)古玉器和玉石的對(duì)比研究，成功地對(duì)古玉器中的蛇紋石質(zhì)玉器進(jìn)行了無損鑒定，總結(jié)得出了蛇紋石質(zhì)古玉器的無損鑒別方法，對(duì)于深化我國古玉器的研究具有重要意義。微量元素特征分析有助于探索古玉器玉料的來源。

【關(guān)鍵詞】南玉 無損分析 質(zhì)子激發(fā)X熒光 拉曼光譜 光譜分析

信宜南玉是廣東省四大名玉之一，其開發(fā)利用已有近200年的歷史。信宜南玉屬于蛇紋石質(zhì)玉石，碧綠如翠，晶瑩如冰，玉質(zhì)柔潤，石紋雅致，以淡綠為主，兼有黃、白、褐等色，質(zhì)地較細(xì)膩，具油膩或蠟色狀光澤，半透明。由于顏色美觀，硬度低，加工性能良好，其獨(dú)特之處在于色澤溫潤，顏色美觀，質(zhì)地細(xì)膩，硬度適中，能加工成很薄的器件，適用于制作工藝玉雕及首飾。制作大型玉雕座件和中小型陳設(shè)玉時(shí)常被列為首選玉種。

經(jīng)過多年的開采，南玉唯一的產(chǎn)地——信宜金桐灑流玉石礦2000年閉礦。近年來，經(jīng)過長時(shí)間的地質(zhì)勘查，在信宜發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)新的南主，如信宜水口鎮(zhèn)飯豆坡南玉礦、北界鎮(zhèn)金垌、安莪南玉礦假難辨，緩解了南玉玉石資源短缺的問題。

商業(yè)上信宜南玉根據(jù)顏色、質(zhì)地等特征分為二種類型：青南玉（青料）、黃南玉（黃料）及藍(lán)水南玉（藍(lán)水料），其中以藍(lán)水南玉最為稀少、珍貴。信宜南玉含有少量金云母、滑石、方解石、透閃石、綠泥石、綠簾石等。新開發(fā)南玉資源研究的過程中發(fā)現(xiàn)，部分藍(lán)水南玉與青南玉、黃南玉礦物組成差異很大，并非傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)認(rèn)為的蛇紋石玉，其礦物南玉礦，主要由綠泥石組成，是一種綠泥石玉。綠泥石作為一種蝕變礦物，分布十分廣泛，然而作為一種玉石資源卻發(fā)現(xiàn)不多，此次發(fā)現(xiàn)綠泥石質(zhì)玉石的玉礦為信宜市水口鎮(zhèn)飯豆坡南玉礦，該礦區(qū)之前主要以開采滑石為主。礦體處于谷地中，約長300m，厚50m左右，呈脈狀產(chǎn)出，傾向北西，傾角50°左右，沿北東方向逐漸變薄至尖滅。主要礦物綠泥石中主要成分為出SiO₂、Al₂O₃、FeO、MgO其中SiO₂含量34.38%～41.48%、Al₂O₃含量11.02%～14.04%、FeO含量0.9%～1.23%、MgO含量31.6%～34.91%，具有十分明顯的富鎂貧鐵的特點(diǎn)。南玉這種美石屬透閃蛇紋巖，有美麗的花紋，4～5摩氏硬度，可靠的辨別方法是：看、聽、觸、嘗。本文綜述了近年來現(xiàn)代珠寶無損測(cè)試技術(shù)在南玉及寶玉石檢測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景。

近年來，光譜分析技術(shù)已經(jīng)被成功的應(yīng)用于玉石學(xué)研究和鑒定等領(lǐng)域。如紅外光譜、拉曼光譜、PIXE技術(shù)、XRD技術(shù)和Raman光譜法、X射線衍射、電子探針、掃描電鏡等技術(shù)均可快速無損地鑒定玉石的類別。

（1）X射線熒光光譜技術(shù)目前廣泛用于對(duì)樣品的主要成分進(jìn)行無損的定量和定性分析，具有快速簡(jiǎn)便、檢驗(yàn)結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確的優(yōu)良特點(diǎn)。在國內(nèi)的主要檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，一般主要應(yīng)用于貴金屬飾品的檢測(cè)，但隨著X射線熒光技術(shù)的不斷發(fā)展和操作人員對(duì)于相關(guān)儀器性能的不斷了解和開發(fā)，X射線熒光技術(shù)在珠寶玉石檢驗(yàn)領(lǐng)域作為一種輔助鑒定手段，發(fā)揮著越來越大的作用郭立鶴等通過對(duì)玉石紅外反射光譜的研究，得到了包含318個(gè)光譜的數(shù)據(jù)庫和包含檢索鑒定程序的寶石紅外光譜鑒定系統(tǒng)；王丹丹等用微型光纖光譜儀對(duì)不同玉石的特征光譜進(jìn)行定性鑒別，確定了他們的特征譜線：顧麗鳳等用拉曼光譜對(duì)翡翠玉石進(jìn)行了模式判別；史訓(xùn)立等研究探討了紫外可見吸收光譜應(yīng)用于寶石檢測(cè)的進(jìn)展情況以及在寶石監(jiān)測(cè)應(yīng)用的局限性和方向。這些檢測(cè)方法都具有快速非破壞性，但基本都是對(duì)采集到的原始光譜數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行直接分析鑒別。

（2）云南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB53/T 245-2008《珠寶玉石鑒定拉曼光譜法》的發(fā)布，使得拉曼光譜技術(shù)對(duì)寶玉石的鑒定、研究更具有普遍意義和可操作性，進(jìn)一步拓展和完善了珠寶玉石的研究、鑒定手段，尤其為高端品的鑒定、評(píng)估提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)，將極大推動(dòng)我國珠寶產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展。《味寶玉石鑒定拉曼光譜法》中新的拉曼測(cè)量法價(jià)值在于：①克服了傳統(tǒng)拉曼光譜法的缺點(diǎn)，以新的散射配置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)化了測(cè)量步驟，無須制樣，從而可以對(duì)任意形狀的樣品做無損、快速、準(zhǔn)確的微區(qū)原位分析，對(duì)寶玉石中的主體進(jìn)行真?zhèn)舞b定，也可對(duì)主體中的包體（原生、注入物質(zhì)）、縫隙填充物成分進(jìn)行有效的測(cè)定，從而對(duì)其品質(zhì)等級(jí)進(jìn)行評(píng)定或者提供其產(chǎn)地的有用信息；②建立了百余種珠寶玉石拉曼數(shù)據(jù)庫；③建立了若干常用寶玉石填充物、致色物的拉曼數(shù)據(jù)庫；④創(chuàng)建了云南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB53/T 245-2008《珠寶玉石鑒定拉曼光譜法》，以規(guī)范的測(cè)試步驟和快速的比較法，確保嚴(yán)密可靠的判斷結(jié)論；⑤開發(fā)了便攜式拉曼光譜儀的應(yīng)用實(shí)踐并引入云南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB53/T245-2008《味寶玉石鑒定拉曼光譜法》中。信宜玉因出產(chǎn)地質(zhì)條件差異而不同質(zhì)地。翠綠鮮艷，細(xì)膩純靜，透明度好，帶幼花紋，依可以用激光拉曼光譜法測(cè)定其組成及其結(jié)構(gòu)。

隨著寶石合成技術(shù)及優(yōu)化處理技術(shù)的進(jìn)步，合成寶石與天然寶石的差別越來越小，鑒定難度越來越大。用傳統(tǒng)的寶石鑒定工具鑒定這些寶石，有時(shí)就顯得無能為力。因?yàn)閷毷@微鏡、折光儀等傳統(tǒng)工具是通過測(cè)定礦物的光學(xué)性質(zhì)及其他物理性質(zhì)辨別寶玉石，根據(jù)這些性質(zhì)和參數(shù)只能做出定性的鑒定結(jié)果。而且一些不同種類的寶石其光性和物性非常相似。為了解決這些難題，一些現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)被引入到珠寶鑒定領(lǐng)域，使得對(duì)珠寶鑒定的研究模式由傳統(tǒng)的描述、對(duì)比、定性研究向微觀、定量的方向發(fā)展，這大大提高了我國珠寶鑒定的技術(shù)水平。

（3）古代玉器在漫長的埋藏過程中顏色會(huì)發(fā)生變化，許多礦物組成不同的古玉器會(huì)出現(xiàn)相同的雞骨白外觀，受沁的玉器在化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)上與新鮮玉石也有所差別。古玉器屬于國家文物，是一種不可再生資源，它的唯一性和不可復(fù)制性決定了對(duì)它的鑒定和測(cè)試只能在無損的情況下進(jìn)行。這些限制使得難以形成有效地鑒定古玉文物的方法。質(zhì)子激發(fā)X射線熒光（PIXE）和拉曼光譜技術(shù)（Raman）作為無損分析方法分別從化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)方面對(duì)材料進(jìn)行表征，已廣泛應(yīng)用到古代玻璃、瓷器、玉器和顏料等多個(gè)考古學(xué)領(lǐng)域。X射線衍射（XRD）可以測(cè)定玉石的礦物組成，為古玉鑒定提供了最直接的方法。將以上3種技術(shù)相結(jié)合，可以克服儀器條件的限制，獲得蛇紋石質(zhì)古玉器無損鑒定的有效方法。

（4）珠寶和玉石的鑒定是一項(xiàng)利用多種儀器及檢驗(yàn)方法測(cè)試寶石的多個(gè)參數(shù)并依據(jù)這些檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷的復(fù)雜工作。它對(duì)鑒定人員有著很高的要求。鑒定人員既要有效地使用各種儀器并解釋儀器提供的各種信息，又要熟悉各種主要寶石的鑒定特征，只有這樣才能抓住鑒定關(guān)鍵，從而準(zhǔn)確、快速地對(duì)寶石做出鑒別與判斷。基于這種情況，天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)技術(shù)研究院利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，開發(fā)了珠寶玉石輔助鑒定及信息系統(tǒng)。該軟件是一套集珠寶玉石計(jì)算機(jī)輔助鑒定和相關(guān)信息查詢?yōu)橐惑w的專家系統(tǒng)軟件。在開發(fā)的過程中，以國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16552-2003《珠寶玉石名稱》和GB/T 16553-2003《珠寶玉石鑒定》為基礎(chǔ)，依據(jù)寶石學(xué)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，對(duì)相關(guān)的鑒定數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行了收集、分類和標(biāo)準(zhǔn)化。該軟件采用了計(jì)算機(jī)科學(xué)中的數(shù)據(jù)庫、模式識(shí)別、信息編碼等多項(xiàng)信息技術(shù)，在實(shí)踐運(yùn)用中，取得了良好的效果。珠寶玉石輔助鑒定及信息系統(tǒng)開發(fā)后，已在檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、商貿(mào)企業(yè)和教學(xué)單位應(yīng)用，取得了良好的效果。在珠寶玉石鑒定實(shí)踐中，突破了個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的局限，大大地提高了鑒定的全面性和可靠性。此外，對(duì)于初學(xué)者，只要會(huì)使用儀器，就可在系統(tǒng)的指導(dǎo)下，對(duì)珠寶玉石做出正確的判斷。同時(shí)，又可作為學(xué)習(xí)和考試的輔助工具，對(duì)培養(yǎng)良好的鑒定思路、正確使用各種儀器等都具有很好的指導(dǎo)意義。

利用PIXE技術(shù)、XRD技術(shù)和Raman光譜法準(zhǔn)確地判定了古玉器樣品的玉質(zhì)為蛇紋石玉。古玉器的微量元素組成分析為研究古玉器的玉料來源問題提供了重要信息。無損成分和結(jié)構(gòu)分析方法為蛇紋石質(zhì)古玉器的鑒定提供了有力的工具，藉此可以對(duì)我國各地古墓中出土的玉器進(jìn)行種類鑒定，進(jìn)而為探索古代蛇紋石玉的應(yīng)用歷史以及貿(mào)易傳播路線提供技術(shù)支持。

綜上所述，現(xiàn)代光譜技術(shù)作為一種輔助鑒定手段，在珠寶玉石鑒定工作中具有一定的補(bǔ)充作用。而且隨著科技的不斷發(fā)展，光譜技術(shù)必將逐步完善，這對(duì)于豐富珠寶玉石的檢驗(yàn)方法及其真?zhèn)舞b定技術(shù)具有重要的意義。