壽山石“月尾綠”與2種相似外省石的鑒別特征研究*

王黎明

（福建省測試技術研究所，福建 福州 350001）

壽山石[1]作為一種印章石[2]使用具有悠久的歷史，觀賞價值及雕刻藝術價值都極高。壽山石主要出產于福建省福州市市郊北部約30多公里的壽山鄉等地，壽山村是壽山石的唯一原產地。壽山石品種繁多，月尾類壽山石[3]是壽山石中較稀少的品種，以顏色亮麗而備受青睞，其中“月尾綠”[3]是少見的黃綠色品種。近年來，外省石[4]頻繁出現在福州的藝術品市場上，尤其是很多外省綠色玉石[5]流入壽山石市場[6]仿冒“月尾綠”壽山石高價出售。

本研究通過X射線粉晶衍射（XRD）[7，8]、中紅外光譜（MIR）[9]、掃描電鏡[10]、x熒光能譜儀等測試方法對壽山石“月尾綠”及2種外省石進行鑒定。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

本次實驗樣品是從玉石市場采購，標本3個，2#樣品（圖1）為壽山石“月尾綠”，3#樣品（圖2）、16#樣品（圖3）均為外省石。

2.2 試驗儀器

天平，紫外熒光燈，分光鏡，掃描電鏡，x射線粉晶衍射儀，紅外光譜儀，掃描電鏡，x熒光能譜儀。

2.3 試驗方法

2.3.1 寶石的外觀特征觀察

通過觀察法對玉石的顏色，質地，光澤進行觀察。

2.3.2 寶石學特征研究

利用電子天平（梅特勒A248）通過靜水稱重法通過計算3種玉石的密度，利用紫外熒光燈（FUV-4D）長波、短波下有無熒光，利用分光鏡檢測可見光譜。

2.3.3 x射線粉晶衍射分析

將樣品研磨，過200目進行檢測。對3件樣品采用理學D/max2500 x射線粉晶衍射儀，Cu—Ka輻射，射線強度：40 KV/200 mA ，角度范圍：2.5°～85°，掃描類型：連續掃描，掃描模式：2 Theta/Theta，采樣步寬：0.02°/步，掃描速度：10°/min。

2.3.4 傅立葉紅外光譜儀分析

將樣品光滑平整面置于樣品臺進行反射采譜檢測，用布魯克TENSOR27傅立葉紅外光譜儀對3件樣品進行檢測，采用中紅外波長400～4000 nm，背景采譜時間：16 s，樣品采譜時間：16 s。

2.3.5 顯微結構特征分析

對3件樣品粉末制樣，通過日立S4800掃描電鏡，電壓3.0 KV，高真空模式下進行觀察。

2.3.6 x熒光能譜儀元素分析

將樣品通過美國熱電ARLQUAN’X x熒光能譜儀，46 KV電壓，Pd medium濾片，采譜時間60 s，進行元素分析。

2.4 結果與分析

2.4.1 寶石的外觀特征

通過觀察，壽山石“月尾綠”顏色黃綠，蠟狀光澤，質細膩（圖1）；3#樣品顏色深綠，蠟狀光澤，質細膩（圖2）；16#樣品顏色鮮艷，有石皮，透明（圖3）。

圖1 “月尾綠”壽山石

圖2 3#樣品外省石

圖3 16#樣品外省石

2.4.2 寶石密度、紫外熒光反應、可見光譜特征

通過計算測得壽山石“月尾綠”密度為2.78 g/cm3，3#樣品密度為2.53 g/cm3，16#樣品密度為2.88 g/cm3。“月尾綠”紫外熒光燈下長波下弱熒光，短波無；3#樣品、16#樣品紫外熒光燈下長波、短波下均無熒光。可見光譜檢測不特征。

圖4 壽山石“月尾綠”粉晶衍射圖

表1 壽山石“月尾綠”x射線粉晶衍射數據

圖5 3#樣品x射線粉晶衍射圖

表2 3#樣品x射線粉晶衍射數據

2.4.3 x射線粉晶衍射礦物分析

通過x射線粉晶衍射分析計算的數據（表1），結果分析得：⑴ 壽山石“月尾綠”樣品的主要衍射特征峰位于5.0064、4.4714、3.0559 A處，這均與伊利石的標準衍射圖譜（PDF#00-043-0685）基本吻合；⑵ 由數據（表2）結果分析得3#樣品的主要衍射特征峰位于4.5998、3.8577、2.6515 A處，這均與蛇紋石的標準衍射圖譜 （PDF#01-086-0403）基本吻合；⑶由數據（表3）分析得16#樣品的主要衍射特征峰位于5.0123、4.4759、3.2064 A處，這均與伊利石的標準衍射圖譜（PDF#00-043-0685）基本吻合。因此，可得知“月尾綠”主要礦物為伊利石，3#樣品外省石主要礦物為蛇紋石，16#外省石主要礦物為伊利石。

圖6 16#樣品粉晶衍射圖

表3 16#樣品粉晶衍射數據

2.4.4 傅立葉紅外光譜儀分析

通過傅立葉紅外光譜儀檢測得：⑴ 壽山石“月尾綠”紅外光譜圖（圖7），1063,947 cm-1處吸收峰歸屬于伊利石Si-O伸縮吸收所致[11]，511,445 cm-1處吸收峰歸屬于伊利石Si-O彎曲伸縮吸收所致[12]；⑵3#樣品（圖8）1131,950 cm-1處吸收峰歸屬于蛇紋石Si-O伸縮吸收所致[6]，701,584 cm-1處吸收峰歸屬于蛇紋石Si-O彎曲伸縮吸收所致；⑶ 16#樣品中紅外光譜（圖9），1058,948 cm-1處吸收峰歸屬于伊利石Si-O伸縮吸收所致，513,420 cm-1處吸收峰歸屬于伊利石Si-O彎曲伸縮吸收所致，與x射線粉晶衍射結果吻合。

圖7 壽山石“月尾綠”紅外光譜圖

圖8 3#樣品紅外光譜圖

圖9 16#樣品紅外光譜圖

2.4.5 顯微結構分析

通過掃描電鏡對樣品進行微觀形貌觀察：⑴ 壽山石“月尾綠”顯微結構（圖10）晶體纖維結構，呈鱗片狀，晶體層狀交疊，呈不完整六邊形或近圓形，粒徑0.5～10μm；⑵ 3#樣品顯微結構（圖11）晶體鱗片狀，粒狀，顆粒邊緣不規則，顆粒較小，粒徑0.1～6μm；⑶ 16#樣品顯微結構（圖12），晶體呈片狀，顆粒大小不一，呈板條狀，粒徑0.5～13μm。

圖10 壽山石“月尾綠”掃描電鏡圖

圖11 3#樣品掃描電鏡圖

圖12 16#樣品掃描電鏡圖

2.4.6 x-熒光能譜儀元素分析

通過X-熒光能譜儀測得元素如下：⑴ 壽山石“月尾綠”（圖13）主要元素為K、Fe、Si，可能的致色元素為Fe；⑵ 3#外省石（圖14）主要元素為Ca、Fe，可能的致色元素為Fe；⑶ 16#外省石（圖15）主要元素為K、Ti、V、Fe、Si、Zr，可能的致色元素為Ti、V、Fe。

圖13 壽山石“月尾綠”x熒光能譜儀圖

圖14 3#樣品 x熒光能譜儀圖

圖15 16#樣品x熒光能譜儀圖

3 結論與討論

⑴ 利用電子天平通過靜水稱重法通過計算測得壽山石“月尾綠”密度為2.78g/cm3，3#外省石密度為2.53 g/cm3，16#外省石密度為2.88 g/cm3；壽山石“月尾綠”紫外熒光燈長波下弱熒光，短波無，3#、16#外省石紫外熒光燈長波短波下均無熒光，可見光譜（分光鏡）檢測均不特征。

⑵ 利用x射線粉末衍射儀、傅立葉紅外光譜儀、掃描電鏡等大型儀器分析得壽山石“月尾綠”主要礦物為伊利石，3#外省石主要礦物為蛇紋石，16#外省石主要礦物為伊利石。壽山石“月尾綠”微觀顆粒結構呈鱗片狀，層狀交疊，形狀有細微差別，其顆粒呈不完整六邊形，部分呈近圓形；3#外省石顆粒呈鱗片狀，顆粒相對其它2種石頭較小，邊緣不規則；16#樣品晶體呈片狀，顆粒大小不一，呈板條狀。

⑶ 利用x熒光能譜儀對3個樣品進行元素分析，壽山石“月尾綠”主要元素為K、Fe、Si，可能的致色元素為Fe；3#外省石主要元素為Ca、Fe，可能的致色元素為Fe；16#外省石主要元素為K、Ti、V、Fe、Si、Zr，可能的致色元素為Ti、V、Fe。各標本具體的致色元素還有待進一步的研究。