2021-4-9 | 地質(zhì)學論文
在寶石顯微鏡的反射光條件下觀察,A組樣品表現(xiàn)出明顯的光澤差異,暗示兩種礦物的硬度差異,光澤較暗的區(qū)域為透明度較好,呈團塊狀分布的共生晶體(行業(yè)稱其為“晶石”)。B組樣品中不同礦物的光澤不同,光澤強的部分為硬玉,為自形-半自形晶,可見清晰的柱粒狀結(jié)構(gòu),光澤暗淡處的結(jié)構(gòu)特征不明顯。C組樣品在外觀上和B組的相同,光澤差異及相應礦物的外觀特征也相近。D組樣品為纖維變晶結(jié)構(gòu),相比于前三組,該組的結(jié)構(gòu)細膩,呈瓷地,表面光澤較一致,桔皮效應不顯著。E組樣品與A組的結(jié)構(gòu)相似,同樣為粒狀變晶結(jié)構(gòu),光澤差異處可見與A組相似的表面特征,但結(jié)構(gòu)比A組更細膩。F組樣品表面光澤差異范圍較小,整體光澤較一致。
目前,市場上將翡翠中白色的共生礦物均認為是鈉長石,不過本次研究發(fā)現(xiàn),在某些“飄藍花”底色中有紫、有綠,水頭較好的翡翠中主要是含有與鈉長石外觀相似的霞石,含霞石的翡翠還未見報道,霞石是主要的似長石礦物,多產(chǎn)于富鈉貧硅的堿性巖中,關(guān)于霞石與翡翠共生在一起的形成機制有待于進一步研究。鈉長石和霞石在顯微鏡下的特征分述如下:鈉長石呈細脈狀、浸染狀、團塊狀分布,霞石多呈片狀分布;鈉長石多為自形-半自形板狀晶體,霞石的晶粒細小,晶形不可辨。在反射光下,鈉長石、霞石的光澤均明顯弱于硬玉的,點光強光照射下,兩種礦物的透明度存在明顯差異,鈉長石呈透明玻璃狀,且晶形完整,解理清晰可辨,而霞石多呈微透明的磨砂玻璃狀,二者的外觀特征見圖2。
測試方法與結(jié)果
1.相對密度測定
相對密度利用靜水稱重法進行測定,每件樣品均測兩個相對密度值,分別為未做粉末前的原石相對密度和用于X-射線粉末衍射分析樣品的相對密度,測定結(jié)果見表2。同一樣品的兩個實測值非常接近,說明用作X-射線粉末衍射分析的樣品可以代表原石樣品的礦物組成特征。A組樣品原石的相對密度為3.003~3.053,用于X-射線衍射分析樣品的相對密度為3.003~3.052;B組樣品測得的兩個相對密度值分別為3.105~3.267和3.135~3.266;C組樣品的為3.127~3.225和3.113~3.230;D組樣品的為3.334和3.337;E組樣品的為3.024和3.016;F組樣品的為3.265和3.239。
2.X-射線粉末衍射分析
X-射線粉末衍射分析在中國科學院廣州地球化學研究所完成,采用德國BRUKERD8AD-VANCE型X射線衍射儀。測試條件:Cu(單色),工作電壓為40kV,工作電流為30mA,掃描范圍2θ=3~85°,狹縫1mm,掃描速度4°/min。樣品的X-射線粉末衍射分析結(jié)果見表2及圖3~圖5。除D組樣品幾乎為純凈的硬玉外,其余所有樣品都或多或少含有其它的共生礦物。根據(jù)礦物種類,可將樣品分為兩類。一類以鈉長石和方沸石為代表的共生礦物,如A,E,F組;另一類以霞石、角閃石為代表的共生礦物,如B,C組。依據(jù)X-射線粉末衍射測得的礦物的質(zhì)量分數(shù)及礦物種屬,計算了樣品的理論相對密度值,并將理論相對密度、實測相對密度與硬玉的質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系進行了對比,見圖6。從圖6可知,理論相對密度、實測相對密度與硬玉的質(zhì)量分數(shù)總體呈相似的變化規(guī)律。但A,E,F組的理論相對密度低于實測相對密度值,而B,C組理論相對密度值高于實測值。礦物種類及質(zhì)量分數(shù)不同,實測相對密度和理論相對密度也不同,A、D、E、F四組樣品中鈉長石的質(zhì)量分數(shù)從45.1%降低到20.3%時,樣品的相對密度從3.019增加到3.265(圖7,略);而B、C組中霞石含量從17.1%降低2.5%時,樣品的相對密度值從3.151整體升高3.230(圖8,略)。
3.紅外光譜分析
共生礦物的種類還可借助紅外光譜儀得到定性分析。紅外光譜測試采用中國地質(zhì)大學(武漢)珠寶檢測中心廣州實驗室的布魯克TENSOR27型傅里葉紅外光譜儀,測試條件:分辨率為2cm-1,測試范圍為400~4000cm-1,掃描次數(shù)為32次。分析結(jié)果(圖9~圖15,略)顯示,樣品的主要礦物組成和X-射線粉末衍射的測試結(jié)果相吻合,在硬玉的紅外譜峰中均摻雜有其它共生礦物的紅外吸收峰。在A,E,F三組樣品中,光澤較強的區(qū)域顯示硬玉的紅外光譜特征(圖9,圖14,圖15,略);光澤弱的區(qū)域顯示鈉長石的紅外光譜特征(圖9,圖15,略);而大多數(shù)區(qū)域顯示的是硬玉與鈉長石的混合峰;在B,C兩組樣品中,光澤較強的區(qū)域測得的是硬玉的紅外光譜(圖10,圖11,略);光澤較弱的區(qū)域測得的是霞石的紅外光譜(圖10,圖12,略);藍綠色的區(qū)域能測到角閃石的紅外光譜(圖11,略);D組樣品整體較均一,只測到硬玉的紅外光譜(圖13,略)。
討論
不同質(zhì)地的翡翠所含的共生礦物種類不同,其中水頭差、質(zhì)地粗、顏色偏灰白色的粗豆種(如A,F組)或質(zhì)地較細,水頭尚好,帶綠色的糯種(如E組)翡翠的主要共生礦物是鈉長石,且鈉長石的質(zhì)量分數(shù)可以從20%至45%;質(zhì)地可粗可細,顏色為墨綠色,或淺綠飄黑花或墨綠花的糯種、豆種翡翠的主要共生礦物是角閃石,其質(zhì)量分數(shù)與分布的均勻程度有關(guān)(如B3,C組);質(zhì)地較細,半透明,顏色有紫有綠的糯地飄花翡翠的主要共生礦物是霞石,而非行業(yè)共識的鈉長石,其質(zhì)量分數(shù)可從7%至17%,甚至更多。通過顯微鏡觀察,共生在翡翠中的鈉長石往往呈自形晶或半自形晶,形態(tài)多成厚板狀或纖維放射狀,可呈細脈狀、浸染狀、團塊狀分布,反射光下光澤明顯弱于硬玉,透明度明顯強于硬玉;共生在翡翠中的霞石,呈半自形晶,多成片分布,光澤與鈉長石相似,明顯弱于硬玉。如何區(qū)分鈉長石和霞石,可借助錐光強光照射觀察二者的透明度,鈉長石呈透明玻璃狀,而霞石呈磨砂玻璃狀,且霞石未見細脈狀分布特征。《翡翠分級》[3](GB/T23885-2009)關(guān)于翡翠的定義中對硬玉的具體質(zhì)量分數(shù)未作出明確規(guī)定,這給目前翡翠市場上含共生礦物翡翠的命名帶來困惑,致使不同的檢測機構(gòu)對同一樣品命名可能不同。筆者結(jié)合X-射線粉末衍射量化分析,通過計算樣品的理論相對密度值、實測相對密度值的關(guān)系,認為對于市場上含共生礦物翡翠的命名,應參考巖石學分類和命名方案(GB/T17412.1/3-1998)中次要礦物作為附加修飾詞的命名規(guī)則,并結(jié)合翡翠商貿(mào)實際情況,將鈉長石、霞石作為附加修飾詞進行命名。以硬玉質(zhì)量分數(shù)80%為界限,當共生礦物的質(zhì)量分數(shù)小于20%,即含鈉長石或霞石的翡翠的相對密度為3.20以上時,共生礦物不參于命名;當共生礦物的質(zhì)量分數(shù)為20%~50%時,即含鈉長石或霞石的翡翠相對密度為3.00至3.20之間時,以含XX作為附加修飾詞參與命名,如含鈉長石翡翠;當共生礦物的質(zhì)量分數(shù)大于50%時,即含鈉長石或霞石的翡翠相對密度為3.00以下時,共生礦物直接參與命名,如翡翠-鈉長石玉;當翡翠中含角閃石(往往同時含霞石)時,依據(jù)目測角閃石質(zhì)量分數(shù)的方法,參考相對密度值,遵循以上方法命名,但應注意角閃石的顏色過深易于觀察,使得目測質(zhì)量分數(shù)時質(zhì)量分數(shù)往往偏高。