一種改色青海“翠青玉”的礦物組分及化學成分分析

安 梅 張辛未

(陜西國際商貿學院珠寶學院,陜西 西安712046)

市場上出現的一類改色“翠青玉”,研究程度不足,在其常規寶石學特征分析基礎上,本文通過電子探針及質譜儀等儀器,對其進行礦物組分及化學成分分析,為“翠青玉”鑒別提供更多鑒定特征[1]。

1 樣品來源及樣品描述

本實驗選用6個樣品,均為軟玉青海料,如圖1所示,包括2個天然樣品和4個經改色樣品,依次分別編號為Q-1、Q-2、Q-3、Q-4、Q-5、Q-6。樣品均攜帶有不同飽和度的翠綠色,呈蠟狀光澤,半透明,表面光滑。

圖1 編號Q-1至Q-6樣品外觀

2 電子探針

2.1 實驗條件

采用西北大學大陸動力學國家重點實驗室-電子探針實驗室(EPMA),型號JXA-8230日本電子(JEOL)產。實驗條件:電子束電流10nA,電子束加速電壓15KV。

2.2 實驗數據及分析

因其余標本達不到檢測條件,故天然和處理樣品各選擇一個進行測試,樣品號分別為Q-1和Q-6,對于Q-6測試多次分別選取不同的測試點,主要針對樣品中的主要元素含量進行測試分析,測試樣品Q-1的主要化學成分氧化物SiO2,MgO,CaO相對穩定,質量分數變化小,SiO2的質量分數平均值為59.49%,MgO的質量分數平均值為24.29%,CaO的質量分數平均值為12.75%,符合透閃石的理論值[w(SiO2)=58.80 %,w(MgO)=24.60 %,w(CaO)=13.80 %],這說明樣品的主要礦物組成為透閃石[2]。

樣品Q-6的SiO2的質量分數平均值為59.42 %,MgO的質量分數平均值為24.63 %,CaO的質量分數平均值為13.40%,與透閃石的理論值同樣基本一致,由此可以判斷,Q-2和Q-6的主要礦物組成是一致的,都是由透閃石組成[3]。

表1 青海“翠青玉”化學成分數據表(%)

次要組分中,FeO的質量分數變化大,Q-1范圍0.765%～0.856 %,Q-6范圍0.013 %～0.086 %。Q-1中FeO的質量分數平均值為0.824 %,FeO在Q-6中的質量分數平均值僅為0.057 %。其余化學成分的質量分數在樣品組分中很低。

3 質譜儀(ICP-MS)

3.1 實驗條件

采用采用西北大學大陸動力學國家重點實驗室,激光剝蝕電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS,安捷倫7700X,激光剝蝕系統為相干Geolas 193nm ArF紫外激光。實驗條件:外標:NIST610,GSE-1G,BCR-2G；內標:Si29。剝蝕斑束為44μm。能量密度約5J/cm2。頻率為5HZ,載氣流量600ml/min,采集時間:背景前后各20秒,中間信號50秒。

3.2 實驗數據及分析

本次測試每個樣品選取三個點進行測試,根據微量元素含量進行測試分析,軟玉的微量元素含量很低。天然樣品中微量元素的含量均較高,青綠色的成因主要為Fe2+致色,翠綠色的成因主要是Cr3+,且顏色比Fe2+的顏色更為鮮艷。

本次實驗樣品均為白色與翠綠色漸變分布,其ICP-MS測試結果見表2微量化學元素分析。結果表明,天然樣品和處理樣品的微量元素含量(單位:ppm)有很大差異,天然樣品中的微量元素含量較高。差異最大的是Cr3+,在測試樣品Q-1、Q-2、Q-3中Cr3+的含量為236.56,Q-4、Q-5、Q-6中Cr3+的含量為21.96；Q-1、Q-2、Q-3中Fe2+的含量為3422.59,Q-4、Q-5、Q-6中Fe2+的含量為301.18。

表2 微量化學元素表

結果顯示,Q-1、Q-2、Q-3中七種微量元素的含量都高于Q-4、Q-5、Q-6的含量,Cu通常致藍色或者綠色。實驗數據表明Q-1、Q-2、Q-3中Cu的含量略高于Q-4、Q-5、Q-6。實驗測試過程中隨著測試點由表及里不斷深入,發現Cr3+在天然“翠青玉”中的含量由淺至深逐漸增加,而這種改色得到的“翠青玉”內部Cr3+的含量不多,推測改色只是將顏色浮在表面,使得顏色鮮艷卻并未深入到內部,對此分析可得,Cr3+是“翠青玉”形成翠綠色的主要原因。

4 結論

4.1 電子探針分析可得,樣品Q-1和Q-6的主要礦物組成是由透閃石組成。次要組分中,兩者的區別在于FeO的質量分數變化,鐵元素對可見光有較強的吸收,所以由鐵致色的軟玉顏色一般比較暗淡不夠鮮艷。

4.2 經質譜儀分析可得,樣品Q-1、Q-2、Q-3中七種微量元素的含量均高于樣品Q-4、Q-5、Q-6,其中Cr3+含量差異最大,Cr3+是“翠青玉”形成翠綠色的主要原因。