朱亚杰

中国地质大学（北京）珠宝学院，北京 100083

前言

和田玉在中国有着悠久的历史，符合当下很多人的审美，越来越受大众欢迎。根据国家标准GB/T16553-2017《珠宝玉石鉴定》，和田玉是指主要由透闪石、阳起石组成，以透闪石为主要矿物的多晶集合体，其中碧玉是指和田玉中的翠绿色至绿色的品种[1]。在新疆和田、新疆玛纳斯、青海、加拿大、俄罗斯等地均有碧玉产出，不同产地碧玉品质不同，价格有差异。和田玉产地的多样化以及国家标准对其定名的宽松规定，使得市场上常有用其他产地碧玉冒充新疆和田碧玉及俄罗斯碧玉进行售卖的现象，欺骗消费者，较为混乱。本文通过对不同产地碧玉的异同进行归纳分析，为人们分析鉴别不同产地的碧玉提供更详实的理论依据。

1 基本宝石学特征

不同产地碧玉经肉眼观察，可以从颜色、光泽、透明度、内含物等四个方面来加以区分。

1.1 颜色、光泽、透明度

由表1可知，颜色是肉眼鉴别不同产地碧玉的主要特征，不同产地碧玉主体颜色都为绿色，但新疆和田碧玉的颜色多为蓝绿、灰绿；加拿大碧玉绿色分布不均匀；俄罗斯碧玉颜色鲜艳，特征颜色有菠菜绿，苹果绿，鸭蛋青。不同产地碧玉光泽以玻璃光泽为主，偶见蜡状光泽，透明度以微透明-半透明为主。

表1 不同产地碧玉的颜色、光泽、透明度Table 1 The color, luster and transparency of nephrite from different areas

图1 不同产地碧玉Fig.1 Nephrites from different areas

1.2 内含物

碧玉中常见黑色斑点、绿色斑点、白色“水线”和白“花”（棉絮状物）等内含物，内含物矿物的有无、数量的多少、形态分布是产地的重要鉴定依据[2]。其中新疆和田碧玉“黑点”较多，市场上基本见不到；新疆玛纳斯碧玉中的“黑点”呈斑状、点状，大小不等；加拿大碧玉“黑点”比较小，分布比较均匀，可见白色棉絮状物，“水线”较发育；俄罗斯碧玉的黑点形态多变，呈点状、斑块状、条带状[2]。

图2 不同产地碧玉中的内含物Fig.2 Inclusions in nephrites from different areas

1.3 折射率、相对密度、摩氏硬度

相对密度运用静水称重法，硬度运用相对法，折射率运用点测法，不同产地碧玉的相关特性有些许差异，具体见表2：

表2 不同产地碧玉常规宝石学特征Table 2 Gemmological characteristics of nephrite from different areas

由表2可知，以上五个产地中，加拿大和新疆玛纳斯碧玉的折射率较高，俄罗斯碧玉相对密度较小。

2 偏光显微镜下特征

不同产地碧玉样品薄片在偏光显微镜下的矿物组成和结构特征不同，根据矿物中透闪石颗粒的形态及相互之间的空间关系可以对不同产地碧玉的结构进行分类[8]。

新疆和田碧玉以毛毡状纤维交织结构为主，表现为组成碧玉的的透闪石颗粒细小，粒度均匀，无定向排列（图3），由于这种交织结构，在矿物之间形成一种机械结合力，在受到外力作用时，不易碎裂，具有这种结构的碧玉韧性高，多具细腻致密外观，为碧玉中的优质品种[9]。青海碧玉主要为显微叶片-隐晶质变晶结构（图4），一般是在负荷压力条件下，热变质作用形成的。透闪石呈现叶片状，排列比较疏松，结构不够致密，则其韧性较低，断口参差状，则其透明度比较低，光泽比较暗[10]。加拿大碧玉与俄罗斯碧玉比较相似，都有类似于新疆和田碧玉的毛毡状纤维交织结构（图5-a、图6-b），除此之外加拿大碧玉还具有长纤维状结构（图5-d），一般与样品中透明度较高的“水线”相对应[6]，这是因为加拿大碧玉“水线”处透闪石纤维平行排列，光线入射时，发生折射，反射作用较弱，所以透明度较高。俄罗斯碧玉中的透闪石可呈纤维状局部定向排列，聚集成不同形态，形成束状变晶结构、帚状变晶结构及放射状变晶结构（图6-c、6-d、6-e）[6,7]。束状变晶结构形成于热力起主导作用的变质岩中，有时会有气液挥发分的参与，矿物首先沿着重结晶力较强的方向形成柱状晶体，进而呈现束状排列，放射状变晶结构是比束状变晶结构发育更加完善的重结晶结构，是在气水溶液热变质条件下，围绕少数中心强烈向四周急速生长的情况下重结晶而成的，在一定程度上反映了成分与生长速度的差异[11]。除此之外俄罗斯碧玉还有重结晶结构（图6-f）[7]，这是由于晚期热液沿碧玉中已经形成的微裂隙活动，由隐晶质透闪石重结晶为细粒状透闪石。

图3 新疆和田碧玉显微结构特征（正交偏光）Fig.3 Microstructure of nephrite in Hetian, Xinjiang（crossed nicols）

图4 青海碧玉的显微叶片-隐晶质变晶结构（正交偏光）Fig.4 Microscopic blade cryptocrystalline structure of Qinghai nephrite(crossed nicols)

图5 加拿大碧玉显微结构特征（正交偏光）Fig.5 Microstructure of Canadian nephrite（crossed nicols）

3 成分特征

电子探针技术是指利用电子束轰击样品的表面，根据微区内发射的X射线的波长及强度来对物质进行定量定性分析，主要用于物质微区的化学成分的测定[12]。

表3为不同产地碧玉的电子探针测试数据，对主要矿物成分进行分析对比，发现其主要成分为SiO2、MgO、CaO，与透闪石主要氧化物含量理论值（SiO260.06%、MgO 25.23%、CaO 14.05%）[14]十分接近，不同产地之间变化较小，这与M1、M2、M3、M4位置上的离子置换有关。不同产地碧玉CaO与MgO整体呈负相关，其中新疆和田碧玉MgO含量较高，但CaO含量较低，加拿大碧玉与新疆和田碧玉正好相反，MgO含量较低，CaO含量较高，加拿大碧玉Fe的质量分数相比其他产地来说普遍偏高，因此主要矿物多过渡为含Fe量比较高的阳起石。按照国际矿物学协会对于角闪石族矿物分类的规定，钙质角闪石的 Mg2+/（Mg2++Fe2+）＞0.9 为透闪石，Mg2+/（Mg2++Fe2+）=0.5～0.9时为阳起石，Mg2+/（Mg2++Fe2+）＜0.5时为铁阳起石[15]。不同产地碧玉样品的Mg2+/（Mg2++Fe2+）比值在0.886～0.939，因此不同产地碧玉的主要组成矿物为透闪石，部分为透闪石向阳起石过渡。不同产地碧玉次要矿物的电子探针分析结果见表4，由表可知铬铁矿、绿泥石比较常见，且往往同时出现，加拿大碧玉中出现了其他产地都没有的铬钙铝榴石。

图6 俄罗斯碧玉显微结构特征（正交偏光）Fig.6 Microstructure of nephrite in Russia（crossed nicols）

表3 不同产地碧玉主要矿物电子探针测试结果（wb%）Table 3 EPMA results of essential minerals of nephrite from different areas （wb%）

表4 不同产地碧玉次要矿物及杂质电子探针测试结果（wb%）Table 4 EMPA results of secondery minerals of nephrite from different areas（wb%）

4 红外光谱分析

当用频率连续变化的红外光照射物质时，物质通过吸收一定波长的光从基态跃迁至激发态，用仪器记录下分子吸收红外光的情况，就能得到红外光谱图[5]。

新疆和田碧玉、新疆玛纳斯碧玉、青海碧玉、加拿大碧玉及俄罗斯碧玉红外光谱图相似，与标准透闪石峰十分接近[18]，红外光谱特征主要表现为：官能团区1200～4000cm-1弱吸收及指纹区400～1200cm-1三段明显吸收谱带。水的特征吸收峰主要在1200～4000cm-1波段之间；3664cm-1附近归属于OH的伸缩振动（图7），3564cm-1、3425cm-1经查阅资料接近绿泥石3580cm-1的吸收谱峰，且与其他谱峰基本吻合，结合电子探针结果，则可得出3564cm-1附近吸收谱峰是绿泥石矿物所致（图8）[17]；理论上在900～1200cm-1波段之间会有5～7个吸收峰，但实际出现的特征峰数目少于理论值，推测可能是由于Si-O伸缩振动互相重叠或者吸收强度太弱所造成的；600～800cm-1低频区内出现2个强度略弱的吸收谱峰，分别与Si-O反对称振动、O-Si-O对称振动相关。青海碧玉在此区间出现峰位向低频漂移（图9），推测与Fe2+含量有关，随着Fe2+/（Mg2++Fe2+）增大，往低频漂移[19]；400～600cm-1区间存在两个较强的吸收谱峰，归属于Si-O的弯曲振动、M-O振动和OH 的耦合振动，其中460cm-1在归属上属于M-O振动，此峰位强度和透闪石—阳起石中Fe2+离子的代替存在联系（图8）[17]。与青海碧玉相比，新疆和田碧玉在此区间的峰强与900～1200cm-1相比较强，且峰形较尖锐（图9）。

表5 不同产地碧玉红外光谱峰位指派表（cm-1）Table 5 Assignment table of infrared spectrum peaks of nephrite from different areas (cm-1)

续表5Continued Table 5

图7 俄罗斯碧玉、加拿大碧玉红外光谱图（透射法）Fig.7 Infrared spectrum of Russian nephrite and Canadian nephrite (transmission method)

图8 新疆玛纳斯碧玉红外光谱图（粉末透射法）Fig.8 Infrared spectrum of Xinjiang Manas nephrite (powder transmission method)

图9 新疆和田碧玉、青海碧玉红外光谱图（原物漫反射法）Fig.9 Infrared spectrum of Xinjiang Hetian nephrite and Qinghai nephrite(original diffuse reflectance method)

5 结论

（1）肉眼鉴别不同产地碧玉主要从颜色、光泽、透明度和包裹体四个方面来看。新疆和田碧玉的颜色多为蓝绿、灰绿；加拿大碧玉绿色分布不均匀；俄罗斯碧玉颜色鲜艳，主要特征颜色有菠菜绿、苹果绿、鸭蛋青，透明度较好，多具有黑点，且形态多样。

（2）碧玉为多晶质集合体，一般主要从密度，硬度，折射率方面测定，折射率为1.60～1.63，相对密度为2.82～3.01，摩氏硬度为6～7左右，其中加拿大碧玉折射率较其他产地大，俄罗斯碧玉的摩氏硬度和相对密度较其他产地小。

（3）通过偏光显微镜对不同产地碧玉样品进行观察，结合电子探针结果可得不同产地碧玉的主要组成矿物均为透闪石，部分向阳起石过渡，次要矿物铬铁矿和绿泥石在不同产地碧玉中均有发现，且往往同时出现。

（4）不同产地的碧玉红外光谱基本一致，存在峰的强弱和偏移，其中600～800cm-1低频区内出现2个强度略弱的吸收谱峰，青海碧玉在此区间出现峰位向低频漂移，推测与Fe2+含量有关，随着Fe2+/（Mg2++Fe2+）增大，峰位往低频漂移，与青海碧玉相比，新疆和田碧玉在此区间的峰强与900～1200cm-1相比较强，且峰形较尖锐。因此不同产地碧玉的红外图谱峰的强弱和偏移在一定程度上可以反映透闪石中阳离子的替代程度，辅助判断碧玉产地。