紫墨湘玉成分及放射性核素限值研究

摘要：紫墨湘玉是近幾年新發(fā)現(xiàn)的玉種，是一種很好的玉石材料。公眾對紫墨湘玉的了解不足，限制了紫墨湘玉的推廣與銷售。提升公眾對紫墨湘玉的科學認知，有助于紫墨湘玉的開發(fā)利用，促進當?shù)厥癞a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎上，對其礦物成分及放射性特征開展了采樣分析。研究結(jié)果表明，墨湘玉具有典型的角巖結(jié)構，紫墨湘玉的內(nèi)外照射指數(shù)遠低于A類裝飾材料限值標準。

關鍵詞：紫墨湘玉；偏光顯微鏡；礦物成分；內(nèi)外照射指數(shù)

中圖分類號：P588.31 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）07-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.07.028

Study on the Composition and Radionuclide Limits of Zimoxiang Jade

ZHENG Ping1， FAN Pengfei2， XIAO Qinghua1

（1. Hunan Vocational College of Engineering， Changsha 410151， China;

2. 230 Uranium Geology Research Institute， Changsha 410007， China）

Abstract： Zimoxiang Jade is a newly discovered type of jade in recent years and is an excellent jade material. The public’s insufficient understanding of Zimoxiang Jade has limited its promotion and sales. Enhancing the public’s scientific understanding of Zimoxiang Jade will contribute to its development and utilization， and promote the development of the local stone carving industry. Based on field geological surveys， sampling analysis and research were conducted on its mineral composition and radioactive characteristics. The research results indicate that Zimoxiang Jade has a typical angular rock structure， and the internal and external irradiation index of Zimoxiang Jade is much lower than the limit standard of Class A decorative materials.

Keywords： Zimoxiang Jade; polarizing microscope; mineral composition; internal and external exposure index

紫墨湘玉具有墨中帶紫、質(zhì)地細膩、撫之如脂及敲之聲脆等特點，可進一步加工成工藝品、裝飾品、裝飾石材，是一種稀少的寶玉石材料。目前，紫墨湘玉僅在湖南省長沙市瀏陽地區(qū)有產(chǎn)出，勘查開發(fā)難度較低，擁有廣闊的市場前景。研究其礦物組成、放射性核素限值可以提高公眾對紫墨湘玉的認識，增加公眾對紫墨湘玉的接受度，為紫墨湘玉開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

對紫墨湘玉產(chǎn)地做了初步野外地質(zhì)調(diào)查，采集了典型的紫墨湘玉樣品。在野外地質(zhì)認識的基礎上，擬采用偏光顯微鏡、碘化鈉γ譜儀等儀器研究紫墨湘玉的礦物組成、放射性核素活度等天然屬性，為紫墨湘玉的開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

1 樣品采集及分析方法

1.1 偏光顯微鏡法

在紫墨湘玉野外露頭處（見圖1）采集典型的樣品，選擇特定的位置切片制成薄片、光片，并在偏光顯微鏡下觀察。薄片主要觀察透明、半透明鈾礦物，光片主要鑒定半透明、不透明礦物[1]。偏光顯微鏡實驗在核工業(yè)二三〇研究所完成，實驗采用Scope A1研究級偏光顯微鏡。該顯微鏡配備有AxioCam Mrc5 CCD顯微攝像頭，所使用的顯微鏡有6個物鏡，放大倍數(shù)分別為2.5倍、5倍、10倍、20倍、50倍及63倍。該顯微鏡的目鏡放大倍數(shù)為10倍[2]。

偏光顯微鏡法的具體操作步驟如下。首先，開啟顯微鏡以及它的顯微攝像系統(tǒng)，將物鏡測微尺放在載物臺上，在低倍鏡下找到物鏡測微尺，將肉眼看到的視野調(diào)節(jié)至最清晰。其次，轉(zhuǎn)動物鏡至需要標定的物鏡，將物鏡測微尺置于載物臺中心，移到肉眼所見視野的中央附近，拍攝相應物鏡倍數(shù)的標尺照片。最后，將相應標準長度照片的像素數(shù)定義為該標準長度，以此類推，標定其他放大倍數(shù)的物鏡[3-4]。標定完成后，在拍攝軟件中選擇與攝像頭相同的像素設置，然后在偏光顯微鏡下鑒定巖石。

1.2 碘化鈉γ譜儀法

γ能譜分析實驗在核工業(yè)二三〇研究所完成，所用儀器型號為GEM100-95 P型高純鍺γ能譜儀。將采集的紫墨湘玉樣品研磨至粒徑0.016 mm以下，用與標準源相同的樣品盒進行裝樣，并密封[4]。

2 分析結(jié)果與討論

經(jīng)偏光顯微鏡鑒定，紫墨湘玉由堇青石、黑云母、白云母、石英及少量不透明礦物等組成，具有斑狀變晶結(jié)構和顯微鱗片粒狀變晶結(jié)構。其中，堇青石的含量約為33%，礦物形態(tài)為短柱狀、它形粒狀、卵圓狀及變斑晶狀，粒徑為0.12～0.65 mm，可見三連晶，晶體多包含小的云母晶體，如圖2所示。黑云母的含量約為32%，呈顯微鱗片狀、顯微鱗片集合體、雛晶片狀，褐色，吸收性明顯，雜亂分布在巖石中。石英的含量約為28%，呈微晶粒狀、微晶粒狀集合體，粒徑為0.013～0.076 mm，一級亮白干涉色，與黑云母混雜分布在堇青石粒間。白云母的含量約為4%，呈顯微片狀，無色，二級鮮艷干涉色，粒徑為0.03～0.18 mm，晶體多發(fā)育不完整。不透明礦物的含量約為3%，呈它形粒狀、粒狀集合體，分散分布在透明礦物粒間。紫墨湘玉正交偏光鏡下的細晶變晶粒狀角巖結(jié)構如圖3所示。

由偏光顯微鏡分析與鑒定結(jié)果可知，紫墨湘玉具有典型的角巖結(jié)構，推測在紫墨湘玉露頭下面存在侵入巖體，主要礦物成分為堇青石、石英、黑云母等。其中，堇青石、石英等礦物使紫墨湘玉具有一定的透明度，黑云母使紫墨湘玉呈現(xiàn)墨色并帶紫色。黑云母中未見包體礦物，未見其他特征明顯的副礦物。

由于寶玉石行業(yè)領域沒有相關放射性核素限值評價標準，因此只能借鑒建筑材料行業(yè)的放射性核素限值標準來評價紫墨湘玉的放射性核素限值。建筑材料中的A類裝飾材料常與人體接觸，可以引用A類裝飾材料中天然放射性核素226Ra、232Th、40K的放射性比活度的限值要求來評價紫墨湘玉[5]。A類裝飾材料的內(nèi)照射指數(shù)應不大于1.0，外照射指數(shù)應不大于1.3[6-9]。由表1可知，紫墨湘玉的內(nèi)外照射指數(shù)遠低于A類裝飾材料標準限值，因此紫墨湘玉的產(chǎn)銷和使用不受限制[10-12]。這與偏光顯微鏡的巖礦分析與鑒定結(jié)果一致。天然寶玉石中的天然放射性核素主要分布在副礦物和一些包體礦物中，而在偏光顯微鏡下紫墨湘玉中未見明顯含天然放射性核素的副礦物和包體礦物[13-16]。

3 結(jié)論

紫墨湘玉是一種天然無害的玉石原料，有望成為瀏陽菊花石的接替石雕資源，有利于石雕非遺技藝的傳承創(chuàng)新。通過對紫墨湘玉的放射性核素活度進行測試分析，可知紫墨湘玉的內(nèi)外照射指數(shù)遠低于A類裝飾材料的限制要求，擁有廣闊的應用前景。

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